Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Применение ДАФС-25 для снижения интоксикации животных солями тяжелых металлов

ВАК РФ 06.02.05, Ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-санитарная экспертиза

Автореферат диссертации по теме "Применение ДАФС-25 для снижения интоксикации животных солями тяжелых металлов"

На правах рукописи

МАКАРОВА ЕЛЕНА СЕРГЕЕВНА

ПРИМЕНЕНИЕ ДАФС - 25 ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИНТОКСИКАЦИИ ЖИВОТНЫХ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

06.02.05 - ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и ветеринарно-санитарная экспертиза 06.02.03 - ветеринарная фармакология с токсикологией

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва-2013

16 МАЙ 2013

005058970

Работа выполнена в лаборатории токсикологии и санитарии кормов ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Россельхозакадемии

Научный руководитель доктор биологических наук, профессор,

член-корреспондент РАСХН Дорожкин Василий Иванович (ГНУ ВНИИВСГЭ РАСХН) Официальные оппоненты: доктор ветеринарных наук, профессор

Уразаев Дмитрий Николаевич ФГБОУ ВПО МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, профессор кафедры фармакологии и токсикологии

доктор биологических наук, Бондаренко Владимир Олегович

ФГБУ «ВГНКИ», ведущий научный сотрудник отдела качества и стандартизации фармакологических лекарственных средств для животных

Ведущая организация ФГОУ ВПО Московский государственный

университет пищевых производств (ФГОУ ВПО МГУПП)

Защита диссертации состоится «05"»U,K)Wv5L 2013 г. в «'löiOÜ» часов на заседании диссертационного совета Д 006.008.01 на базе ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Россельхозакадемии по адресу: 123022, г. Москва, Звенигородское шоссе, дом 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИВСГЭ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан « » 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,^_

кандидат биологических наук сТШи Крутько Н.С.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Масштабы антропогенного поступления металлов и их соединений в биосферу, их способность накапливаться в природной среде представляет серьезную экологическую проблему.

Наибольшую опасность для окружающей среды, представляют токсичные элементы, такие как ртуть, кадмий, свинец и некоторые другие, относящиеся к группе тяжелых металлов. Эти соединения, попадая в почву и далее по трофической цепи в растения и животный организм, могут изменять строение и свойства важнейших метаболитов, активность ферментов, отрицательно влиять на иммунный статус и физиологическое состояние.

В организме животных кумулируется не столько сам антропогенный фактор, сколько суммарный повреждающий эффект его воздействия, трансформирующийся в антропогенно-экологические органопатологии и болезни, что оказывает существенное влияние, как на продуктивность, так и на показатели безопасности полученной продукции (Донник И.М., Шкуратова И.А. и др., 2005; Оспищев A.B., Кашин A.C., Кашина Т.В., 2012).

Индивидуальная токсичность кадмия, свинца, меди и цинка достаточно хорошо изучена. Однако в природных и техногенных средах соединения металлов редко встречаются изолированно друг от друга. Поэтому разнообразные комбинативные сочетания и концентрации разных тяжелых металлов в окружающей среде приводят к изменениям свойств отдельных элементов в результате их синергического или антагонистического воздействия на живые организмы (Таланов Г.А. ,1995; Павленко Г.И., Кроль М.Ю.,1997; Смирнов A.M., Дорожкин В.И., 2007).

Научно обоснованное кормление сельскохозяйственных животных с учетом современных норм и потребности элементов питания, является важнейшим фактором повышения их продуктивности, состояния здоровья и безопасности получаемой животноводческой продукции (Святохина В.П., Пестриков C.B., Красногорская H.H., 1999). В условиях же дисбаланса жизненно важных элементов токсичность тяжелых металлов возрастает в

3 - 3,5 раза даже когда содержания тяжелых металлов не выходят за пределы их нормативных величин, установленных для кормов (Кашин А.С., 2003). Поэтому экологически более значимым фактором является не только сбалансированность кормов по микроэлементам, но и балансовые соотношения токсичных и физиологически активных элементов (Самохин В.Т., 2000).

При ведении животноводства на техногенно загрязненных сельскохозяйственных территориях необходимо использовать целый ряд препаратов, обладающих широким спектром воздействия на защитные функции организма, а так же способствующие предотвращению поступления различных экотоксикантов из рациона в организм животных. Одним из путей снижения интоксикации животных тяжелыми металлами является поиск препаратов, оказывающих протекторное действие по отношению к наиболее токсичным элементам — кадмию и свинцу (Антипов В.А., 2007; Шабунин С.В., 2007; Дорожкин В.И., 2010,2012).

В качестве такого препарата было выбрано соединение на основе селена - диацетофепонилселенид (ДАФС — 25).

Цели и задачи исследований. Целью наших исследований явилось изучение возможности использования ДАФС - 25 для снижения интоксикации животных солями тяжелых металлов. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- изучить влияние кадмия, свинца, цинка и меди на организм лабораторных животных при индивидуальном и совместном поступлении с кормом;

- изучить влияние ДАФС - 25 при интоксикации солями тяжелых металлов на физиологические, биохимические и иммунобиологические показатели организма лабораторных и сельскохозяйственных животных;

- изучить действие ДАФС — 25 на накопление и распределение в организме лабораторных животных тяжелых металлов при их совместном поступлении;

- разработать рекомендации по применению ДАФС - 25 для снижения токсического действия кадмия и свинца на организм крупного рогатого скота.

Научная новизна работы. Впервые изучено фармакологическое действие ДАФС - 25 для снижения интоксикации организма животных солями тяжелых металлов.

Установлено, что препарат активизирует процессы гемо- и эритропоэза, положительно влияет на выработку сульфгидрильных групп, показатели нервно-мышечной возбудимости, нормализует обменные процессы, что подтверждается положительными изменениями биохимических показателей и увеличением массы тела животных. Препарат способствует снижению накопления тяжелых металлов в органах и тканях животных на 50-75%.

Определены оптимальная доза и схема рационального применения ДАФС - 25 для снижения интоксикации организма животных солями тяжелых металлов.

Практическая значимость работы. Для практики предложен новый лечебно-профилактический препарат ДАФС - 25 при интоксикации крупного рогатого скота солями тяжелых металлов. Это позволит в условиях экологического прессинга при ведении животноводства на загрязненных территориях повысить как защитные функции организма, так и безопасность получаемой продукции.

Результаты исследований вошли в основу разработки «Методического пособия по снижению токсического действия кадмия и свинца на организм сельскохозяйственных животных» (утверждено Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии, 2010 г., разделы 2.5.3. - 2.5.5., 4.З.). Основные положения, выносимые на защиту: 1. Результаты влияния ДАФС - 25 на физиологические, биохимические и иммунобиологические показатели организма животных при интоксикации солями тяжелых металлов.

2. Результаты действия ДАФС-25 на накопление и распределение в организме лабораторных животных тяжелых металлов при их совместном поступлении с кормом.

3. Результаты апробации и практические предложения по применению ДАФС-25 для снижения интоксикации организма крупного рогатого скота солями тяжелых металлов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: ученом совете ГНУ ВНИИВСГЭ 2008 - 2011 гг.; II Съезде ветеринарных фармакологов, г. Казань (2009 г.); III Съезде фармакологов и токсикологов России, г. Санкт-Петербург (2011 г.); Международной научно-практической конференции «Лекарственные препараты для животных» (разработка, производство, эффективность и качество), г. Москва (2011 г.); Международной конференции «Повышение качества и безопасности продукции животноводства и кормов», г. Москва (2012 г.); расширенном совещании ГНУ ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Россельхозакадемии (2013 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы, в том числе 3 в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 120 страницах компьютерного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, их обсуждение, выводы и практические предложения, список литературы, приложение.

Работа иллюстрирована 17 таблицами и 6 графиками. Список литературы включает 210 источников, в том числе 45 иностранных авторов.

2. Материалы и методы исследований

Экспериментальные исследования проведены в период с 2008 по 2013 годы в лаборатории токсикологии и санитарии кормов ГНУ ВННИИВСГЭ Россельхозакадемии. Научно-производственные испытания проведены на

базе ЗАСХО «Серп и молот» Балашихинского района Московской области.

В качестве лечебно-профилактического средства использовали селенорганическое соединение ДАФС - 25 производства ЗАО «Сульфат», г. Саратов.

ДАФС - 25 (БАРБ - 25) — синонимы: диацетофенонилселенид; 1,5 — дифенил - 3 - селенапентандион - 1,5; бис (бензоилметил) селенид -лекарственное средство, рекомендуемое для профилактики заболеваний, связанных с недостатком селена в рационах сельскохозяйственных животных. Препарат содержит не менее 93% действующего вещества диацетофенонилселеиида, биологическое действие которого обусловлено наличием в его структуре атома селена. Массовая доля селена в препарате составляет 25%. ДАФС - 25 представляет собой сыпучий порошок от белого до светло-желтого цвета со слабым специфическим запахом. Не растворяется в воде.

В экспериментах использовано 180 белых крыс и 20 телок. Животные для проведения эксперимента подбирались в группы по принципу аналогов с учетом пола, возраста, породы, массы тела и находились в одинаковых условиях кормления и содержания в течение 45 суток.

При изучении действия ДАФС-25 для снижения интоксикации животных солями тяжелых металлов было сформировано 6 опытных и 1 контрольная группа белых крыс-самцов. Животные 1-ой группы служили контролем и получали обычный корм для крыс. Опытным животным в обычный рацион вводили дополнительно:

2 гр. - свинец уксуснокислый 20 мг/кг и кадмия сульфат 10 мг/кг; 3 гр. -свинец уксуснокислый 20 мг/кг и цинка сульфат 80 мг/кг; 4 гр. - свинец уксуснокислый 20 мг/кг и меди сульфат 10 мг/кг; 5 гр. - свинец уксуснокислый 20 мг/кг, кадмия сульфат 10 мг/кг и ДАФС-25 - 3,75 мг/кг; 6 гр. - свинец уксуснокислый 20 мг/кг, цинка сульфат 80 мг/кг и ДАФС - 25 - 3,75 мг/кг; 7 гр. - свинец уксуснокислый 20 мг/кг, меди сульфат 10 мг/кг и ДАФС - 25 в дозе 3,75 мг/кг.

На протяжении опыта животных обследовали, используя интегральные и специфические показатели, вели наблюдение за их клиническим состоянием. В качестве интегральных показателей были взяты - прирост массы тела, весовые коэффициенты органов и оценка состояния периферической крови. Специфические показатели оценивали определением функционального состояния центральной нервной и иммунной систем, печени и почек, биохимическими исследованиями.

Для оценки функционального состояния центральной нервной системы использовали суммационно-пороговый показатель (СПП). Нервно-мышечную возбудимость животных определяли с помощью электродов по сокращению межпальцевых мышц с увеличением подачи тока на приборе СПП-01-М (Сперанский С.В., 1965).

Для определения иммуноглобулинов использовали турбометрический метод, основанный на реакции осаждения их сульфатом цинка (Кондрахин И.П., Курилов Н.В., 1985).

В сыворотке крови определяли содержание аминолевулиновой кислоты (АЛК) и количество сульфгидрильных (SH) групп, активность щелочной фосфатазы (ЩФ), аспартат- (ACT) и аланинаминотрансферазы (AJIT), содержание мочевины, креатинина и билирубина.

Сульфгидрильные группы определяли по изменению количества йода, прореагировавшего с SH-группами, при сравнивании опытной и контрольной проб на фотоэлектороколориметре СФ - 46 (Фоломесв В.Ф., 1981).

Изучение функционального состояния почек проводили путем измерения диуреза, удельного веса мочи, содержания в моче белка и хлоридов, а также креатинина и мочевины (Шумская И.И., Карамзина Н.М., 1966).

После окончания эксперимента животных убивали путем декапитации. Из собранной крови стандартным методом готовили сыворотку, которую использовали для проведения биохимических исследований.

Образцы органов и тканей подвергали горячей кислотной минерализации с помощью концентрированных азотной и хлорной кислот. Определение содержания токсичных элементов в органах и тканях животных проводили при участии старшего научного сотрудника лаборатории токсикологии и санитарии кормов ГНУ ВНИИВСГЭ кандидата ветеринарных наук Кроль М.Ю. методом атомной абсорбции на приборе ААБ-30 при соблюдении следующих условий: резонансная длина волны, спектральная полоса пропускания монохроматора, лампа с полым катодом в однолучевом режиме, температура атомизации, время задержки и интегрирования сигнала, соответствующих кадмию, свинцу, цинку и меди. Полученные результаты обработаны компьютерной системой прибора для расчета концентрации по величине абсорбции рабочих стандартных растворов.

Определение селена в органах и тканях проводили флуорометрическим методом с 3,3 - диаминобензидином, основанным на способности этого реактива избирательно основывать комплексное соединение с четырехвалентным селеном, находящийся в форме селен-иона БеО (Назаренко Н.И., Кислова И.В., Гусейнов Т.М., 1975).

Производственно-экспериментальные исследования по изучению эффективности ДАФС - 25 были проведены на телках черно-пестрой породы. Для этого, по принципу пар-аналогов, было сформировано две группы телок живой массой 320 - 340 кг, находящихся в хозяйстве ЗАСХО «Серп и молот» Московской области. На пастбища данного хозяйства производился вывоз осадков сточных вод с очистных сооружений г.Москвы.

Также, был проведен анализ минерального состава кормов, используемых для животных в зимний стойловый период. Отбирали их средние пробы и исследовали на содержание кадмия, свинца, селена, цинка и меди.

Животным опытной группы с кормом давали ДАФС - 25 в дозе 3,75 мг/кг корма на протяжении 45 суток. В течение всего времени эксперимента

за животными вели наблюдение и проводили клинические обследования, оценивая их общее состояние и среднесуточные приросты массы тела.

Действие ДАФС - 25 на организм телок оценивали по результатам гематологических и биохимических исследований, а также по содержанию в крови эссенциалыгых и токсичных металлов. Взвешивание животных и получение крови для исследований проводили два раза за время проведения опыта: до начала применения препарата и через 45 суток.

Гематологические исследования проводили на анализаторе Medonic СА620/530, выполняющем полный анализ крови. Биохимические показатели в сыворотке крови определяли на полуавтоматическом биохимическом анализаторе Stat Fax 3300. Определение содержания металлов в крови проводили на базе ИЛЦ «БИОТЕСТ».

Статистическую обработку материала проводили по общепринятым методикам, достоверность значений оценивали по методу Стьюдента -Фишера.

3. Результаты собственных исследований 3.1. Влияние ДАФС — 25 на динамику массы тела, гематологические и биохимические показатели крови белых крыс при интоксикации кадмием и свинцом

На первом этапе работы было изучено действие кадмия и свинца на гематологические и биохимические показатели крови крыс, получавших с кормом экотоксиканты раздельно.

Исследованиями установлено, что при интоксикации животных солями кадмия или свинца происходит снижение содержания гемоглобина, эритроцитов, сульфгидрилышх групп, а также массы тела животных; изменяется активность ферментов ACT, AJIT и ЩФ (табл. 1 и 2).

Так, при введении в рацион крыс свинца наблюдались изменения показателей, характерных для отравления данным элементом: снижение гемоглобина на 5,2%, достоверное снижение SH-ipynn на 17,6% и массы тела на 3,1%. Также снижалась активность AJIT на 10,5%. Активность щелочной

фосфатазы, напротив, достоверно повысилась на 14,7%, а содержание тромбоцитов - на 8,4% (табл. 1).

Таблица 1

Влияние ДАФС - 25 на клинико-биохимические показатели крыс при

интоксикации свинцом

Показатели Контроль РЪ РЬ+ДАФС-25

Гемоглобин, г/л 136,5±3,0 129,4±4,2 147,1±3,1**

Эритроциты,\Qvz/n 6,9±0,3 6,7±0,1 7,7±0,3**

Тромбоциты, 1012/л 484,0±27,4 525,1±25,3* 449,1±24,0

ACT (Е/л) 242,8±16,8 237,8±10,4 202,9±14,6*

AJIT (Е/л) 106,0±10,0 94,9±9,8 104,9±7,3

ЩФ (Е/л) 305,2±28,7 350,3+25,5* 294,1±22,4

Общие SH-группы (мкмоль/л) 12,2±1,0** 24,1±2,1**

Масса тела, г 292,0±6,6 283,0±7,3 335,3±2,8**

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

У опытных животных, получавших на фоне отравления свинцом ДАФС - 25, наблюдалось улучшение их общего состояния и показателей гомеостаза, характеризующееся достоверным увеличением содержания гемоглобина на 7,7 %, эритроцитов на 11,6 %, общих SH-групп на 62,8 % и массы тела на 14,8 % по сравнению контролем. Также прослеживалось снижение активности ACT на 16,4%.

При введении в рацион кадмия наблюдался умеренный лейкоцитоз, достоверное снижение уровня гемоглобина на 9,5%, содержания эритроцитов на 21,2%; достоверное снижение активности щелочной фосфатазы и содержания SH- групп, снижение массы тела на 7,2% (табл. 2).

Таблица 2

Влияние ДАФС - 25 на клинико-биохимические показатели крыс при интоксикации кадмием

Показатели Контроль Сё СсН-ДАФС-25

Гемоглобин, г/л 120,8±1,9 110,3±2,1** 135,2±3,3**

Эритроциты, 1012/л 6,30±0,3 5,2±0,9 7,0±0,04**

Лейкоциты, 10у/л 7,6±0,6 8,8±1,5* 7,9±0,9

АСТ (Е/л) 127,3±5,8 136,0±5,0 129,8±4,1

АЛТ (Е/л) 34,4±2,9 30,4±2,1 31,3±6,4

ЩФ (Е/л) 264,9±19,8 219,8±15,5* 239,2±15,8

Общие БН-группы (мкмоль/л) 12,9±1,3 8,3±1,1** 12,1±2,7

Масса тела, г 355,2±14,3 329,6±13,5 383,6±14,5

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

Введение в рацион животных ДАФС - 25 на фоне присутствия кадмия, способствовало нормализации всех изученных показателей. При этом содержание гемоглобина и эритроцитов достоверно возросло соответственно на 11,9% и 11,1%, по сравнению с контрольными животными и на 22,6% и 34,6% в сравнении с животными, получавшими кадмий. Масса тела крыс при этом увеличилась на 7,9% по сравнению с контролем и на 16,4% на фоне интоксикации.

Таким образом, установлено, что при применении ДАФС - 25, происходит коррекция гематологических и биохимических показателей белых крыс, подвергшихся воздействию как свинца, так и кадмия, до физиологической нормы.

3.2. Влияние ДАФС — 25 на организм животных при совместном поступлении солсй тяжелых металлов

На втором этапе работы было изучено действие токсичных элементов на организм белых крыс при комбинированной интоксикации кадмием, свинцом, цинком и медью (табл.3 и 4).

У животных, получавших с кормом кадмий и свинец, было отмечено достоверное снижение массы тела на 11,9% по сравнению с контролем.

У животных, получавших свинец и цинк, масса тела достоверно увеличилась на 7,5% (табл.3).

Таблица 3

Влияние ДАФС-25 на динамику массы тела и СПП белых крыс

Группы Масса тела, г СПП (усл.ед.)

Контроль 267,0±5,5 5,0±0,26

рь+са 235,0±7,0** 4,2±0,20**

рь + гп 287,0±4,4** 5,б±0,15**

РЬ + Си 263,0±6,3 4,7±0,18

(РЬ + С<1)+ДАФС-25 255,0±9,1 4,5±0,22

(РЬ+ 2п)+ДАФС-25 275,0±3,2 5,1±0,26

(РЬ+ Си)+ДАФС-25 265,0±6,3 4,5±0,20

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

Оценка состояния центральной нервной системы, по данным определения СПП, также показала отрицательное действие тяжёлых металлов при введении их в рацион животных. Так, у животных, получавших свинец и кадмий, а также свинец и цинк СПП достоверно увеличился на 16,0% и 12,0% соответственно по сравненшо с контролем.

При применении отравленным животным ДАФС-25 было отмечено его положительное влияние на прирост массы тела и нервно-мышечную возбудимость - наблюдалось восстановление показателей массы тела и СПП до уровня контрольных значений.

Таблица 4

Влияние ДАФС-25 на показатели периферической крови белых крыс

Группы Гемоглобин, г/л Эритроциты, 1012/л Тромбоциты, 1012/л

Контроль 131,2±3,6 6,7±0,22 564,6±36,1,

РЬ+Сё 121,2±3,2** 6,2±0,25 428,4±33,0**

рь+гп 130,0±2,9 6,8±0,32 598,0±36,0

РЬ+Си 148,2±3,4** 7,7±0,20** 721,7±17,5**

(РЬ+С(1)+ДАФС-25 140,4±5,8** 7,7±0,21** 664,9±35,7*

(РЬ+гп)+ДАФС-25 131,6±2,8 6,9±0,29 608,4±27,0

(РЬ+Си)+ДАФС-25 145,6±3,4** 7,5±0,09** 689,6±17,4**

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

Исследованиями установлено, что у животных, получавших с кормом комплекс металлов (РЬ+Сс1), наблюдалась картина развития анемии, характеризующаяся достоверным снижением уровня гемоглобина и тромбоцитов соответственно на 7,6% и 24,2% , а также снижением количества эритроцитов на 7,5% по сравнению с контролем.

В группе животных, получавших свинец и цинк, количество гемоглобина и эритроцитов не отличалось от данных контроля, а количество тромбоцитов увеличилось на 5,9%. У животных, получавших комплекс (РЬ+Си), наблюдали увеличение гемоглобина на 12,9%, эритроцитов на 14,9% и тромбоцитов на 27,8%.

Анализ крови крыс позволил судить о достоверном увеличении содержания гемоглобина, эритроцитов и тромбоцитов при применении ДАФС-25: на 7,0%, 14,9% и 17,7% соответственно у животных группы (РЬ+Сс1)+ДАФС - 25 и 10,9%, 11,9% и 22,2% у животных группы (РЬ+Си)+ДАФС — 25. Уровень гемоглобина и содержание эритроцитов у животных в группе (РЬ+гп)+ДАФС - 25 находились в пределах нормы, а содержание тромбоцитов увеличилось на 7,7% по сравнению с контролем.

Результаты влияния ДАФС-25 на содержание общих БН-групп в сыворотке крови крыс представлены в таблице 5.

Таблица 5

Влияние ДАФС-25 на содержание общих 8II-групп в сыворотке крови крыс

Группы Общие БН-группы в сыворотке крови (мкмоль/л) Группы Общие БН-группы в сыворотке крови (мкмоль/л)

РЬ+С<1 10,5±1,3* (РЬ+Сс1)+ДАФС-25 13,3±1,9

РЬ+гп 11,1±0,9 (РЬ+гп)+ДАФС-25 13,9±0,7

РЬ+Си 15,4±1,4** (РЬ+Си)+ДАФС-25 22,6±2,8**

Контроль - 13,1 ± 0,8; *- Р=0,05; ** - Р< 0,05

Определение общего содержания ЗН-групп в сыворотке крови крыс показало, что их количество снизилось на 19,8% в группе животных, получавших свинец и кадмий и на 15,3% в группе животных, получавших свинец и цинк по сравнению с данными контрольной группы, что подтверждает тиолотоксическое действие этих металлов. Отмечено, что у тех животных, которым добавляли в корм свинец и медь, наоборот данный показатель достоверно увеличился на 17,5%.

Применение ДАФС - 25 положительно влияет на содержание тиоловых групп, то есть обладает тиолопротекторнымн свойствами. Установлено, что введение препарата в рацион животных, получавших свинец и медь, способствовало достоверному увеличению количества БН-групп на 72,5% по сравнению с контролем, а добавление ДАФС - 25 животным, получавшим свинец и кадмий или свинец и цинк, сохраняло количество сульфгидрильных групп на уровне контрольных величин.

Установлено, что при комбинированном отравлении свинцом и кадмием, повышается уровень общего билирубина и креатинина в сыворотке крови и белка в моче животных. При введении в рацион ДАФС - 25 данные показатели восстанавливались до уровня значений контрольной группы

животных.

Исследованиями установлено, что ДАФС — 25 в дозе 3,75 мг/кг, также оказывает гепатопротекторное действие при отравлении животных солями тяжелых металлов (таблица 6).

Таблица 6

Влияние ДАФС-25 на содержание ACT, AJIT и щелочной фосфатазы в

сыворотке крови белых крыс

Группы ACT (Е/л) AJIT (Е/л) Щелочная фосфатаза (Е/л)

Контроль 179,9±19,3 88,5±10,0 282,4±30,8

Pb+Cd 173,4±24,1 75,9±9,0 177,5±20,5**

Pb+Zn 252,1±12,8** 50,0±2,1** 384,4±24,0**

Pb+Cu 170,4±27,2 127,3±10,2** 409,8±26,2**

(Pb+Cd)+ДАФС-25 155,5±9,7 79,8±12,8 256,7±25,8

(Pb+Zn)+ДАФС-25 215,6±10,9 98,5±2,0 397,0±23,9**

(Pb+Cu)+ДАФС-25 155,2±9,4 122,Oil 6,4 264,9±24,2

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

Из данных таблицы видно, что при поступлении солей тяжелых металлов, происходило изменение динамики активности ACT и AJIT, что подтверждает их гепатотоксическое действие. Так, снижение активности AJIT отмечалось в группах животных, подвергавшихся воздействию свинца и кадмия, а также свинца и цинка.

У животных, получавших свинец и медь, активность AJIT достоверно повысилась в 1,4 раза по сравнению с контролем. При введении препарата ДАФС — 25 в рацион животных, получавших свинец и кадмий, свинец и цинк, а также свинец и медь наблюдалось восстановление изученных показателей в сторону физиологической нормы.

В группе животных, получавших свинец и цинк, активность ACT достоверно повысилась в 1,4 раза по сравнению с контролем, при этом применение ДАФС-25 в рационе на фоне данной интоксикации, способствовало нормализации активности ACT.

При оценке активности щелочной фосфатазы были получены данные о достоверном её повышение в группах животных, получавших свинец и цинк, свинец и медь, кроме группы животных, получавших свинец и кадмий, где активность фермента достоверно снизилась в 1,6 раза против контрольных значений. Введение ДАФС - 25 в рацион животных, получавших свинец и кадмий, свинец и медь, скорректировало активность ЩФ до уровня физиологической нормы.

3.3. Влияние ДАФС-25 на накопление тяжелых металлов в организме лабораторных животных

При изучении токсикодинамики тяжёлых металлов в органах и тканях белых крыс установлено, что при контаминации кормов кадмием и свинцом в дозах 20 и 10 мг/кг соответственно, в организме животных происходит накопление значительного количества этих элементов.

В почках опытных животных отмечено почти десятикратное возрастание уровня кадмия по сравнению с контрольной группой - с 0,28 до 2,42 мг/кг. Кроме того, существенно повышается содержание элемента в печени и семенниках, в меньшей степени — в костях.

Применение ДАФС-25 снижало накопление кадмия в органах животных: содержание кадмия в почках снизилось более чем в два раза — с 2,42 до 1,14 мг/кг, в печени - в 1,6 раз (с 0,76 до 0,46 мг/кг), в костной ткани показатель восстанавливался до значений контроля.

Кумуляция свинца в организме крыс также была значительной: в почках отмечено пятикратное увеличение уровня элемента (с 0,82 до 4,10 мг/кг), в семенниках - десятикратное (с 0,50 до 5,08 мг/кг). В костной ткани опытных животных содержание свинца составило 16,85 мг/кг против 8,10 мг/кг в контроле.

При применении ДАФС — 25 наблюдалось снижение содержания свинца в исследуемых объектах: в почках - в 1,7 раз, печени - в 1,4 раза, семенниках - 3,8 раза и в костной ткани - в 1,8 раз.

Определение цинка и меди в органах и тканях крыс показало, что

статистически достоверных различий содержания этих элементов в органах контрольных и опытных животных не отмечалось.

Следует отметить, что при совместном поступлении в организм крыс кадмия и свинца, их накопление во всех исследуемых органах и тканях было выше, чем при поступлении каждого элемента с медью или с цинком. Так, у животных получавших свинец и кадмий, содержание свинца в почках обнаруживалось на уровне 4,23 мг/кг, тогда как у животных получавших свинец и цинк; свинец и медь установлено, что содержание свинца было значительно ниже, соответственно 3,08 и 1,60 мг/кг. Аналогично свинцу, содержание кадмия в почках животных получавших кадмий и свинец, составляло 2,42 мг/кг, тогда как в группах животных получавших кадмий и цинк; кадмий и медь, соответственно 1,44 и 2,35мг/кг.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что цинк и медь, являясь жизненно-важными элементами, могут быть токсичными только в концентрациях, значительно превышающих рекомендуемые, а их сбалансированное поступление с кормами, может способствовать снижению накопления более токсичных элементов в организме животных.

3.4. Результаты апробации ДАФС - 25 па крупном рогатом скоте

Исследование эффективности ДАФС - 25 были проведены на 1,5 -годовалых телках ЗАСХО «Серп и молот» Балашихинского района Московской области.

Предварительно был проведен анализ минерального состава кормов, используемых для животных в зимний стойловый период. Отбирали их средние пробы и исследовали на содержание селена, цинка, меди, а также кадмия и свинца.

В исследуемых пробах кормов, используемых в этом хозяйстве, была отмечена полимикроэлементная недостаточность, проявляющаяся пониженным содержанием в них селена, меди и цинка.

Так, в пробах сенажа уровень селена составил 0,053 мг/кг, цинка -15,38 мг/кг, меди - 6,23 мг/кг, а в злаковом сене (естественное) - 0,069 мг/кг, 14,8 мг/кг и 14,33 мг/кг соответственно.

Содержание свинца в сенаже составило 3,50 мг/кг, кадмия - 0,47 мг/кг, а в злаковом сене - 0,45 мг/кг и 0,60 мг/кг, что находилось на уровне верхней границы ПДК.

Заключение о положительном действии препарата делали на основании клинических, гематологических, биохимических и других исследований.

Анализ крови на содержание микроэлементов показал, что уровень меди и цинка снижен в 1,9 и 1,6 раз соответственно по сравнению с физиологической нормой, также наблюдали дефицит селена. Содержание свинца находилось на верхней границе допустимого уровня (рис.1).

Рисунок 1

Влияние ДАФС - 25 на содержание металлов в крови телок

2,5

1,5

РЬ, мг/л

2,1

1,8

0,43

0,47

0,53

И1 сутки Ш45 сутки

Эе, мг/л

Си, мг/л

2п, мг/л

Установлено, что применение ДАФС - 25 в дозе 3,75 мг/кг корма в течение 45 суток, приводило к снижению содержания свинца в крови телок на 53,3% по сравнению с фоном и корректировало содержание селена до

уровня физиологической нормы.

Применение препарата оказало положительное влияние также и на рост телок. Так, средняя масса животных, получавших ДАФС — 25, увеличилась на 7,16%, а среднесуточный прирост был выше на 9,7% по сравнению с контролем.

Результаты влияния ДАФС — 25 на гематологические и биохимические показатели телок представлены в таблице 7.

Таблица 7

Влияние ДАФС — 25 на показатели крови телок

Показатели До применения ДАФС - 25 После применения ДАФС -25

Контроль Опыт Контроль Опыт

Гемоглобин, г/л 112,3±1,2 114,1±0,9 116,3±1,6 129,4±1,4

Эритроциты, 10,2/л 4,5±0,3 4,7±0,5 5,0±0,2 6,9±0,1

Гематокрит, % 26,1±1,3 27,2±0,8 27,6±1,1 33,0±1,0

Лейкоциты, 10у/л 8,8±0,8 9,0±1,3 9Д±1,1 9,6±0,9

АСТ (Е/л) 75,1±3,6 74,3±2,0 76,0±2,7 63,8±1,9

АЛТ (Е/л) 74,5±1,2 63,4±2,4 72,0±3,0 56,0±2,4

ЩФ (Е/л) - - 177,8±2,9 136,8±3,2

Общий белок 67,4±1,0 67,6±1,6 67,2±2,4 77,8±1,2

*- Р=0,05; ** - Р< 0,05

В крови животных, получавших ДАФС - 25, по окончании эксперимента увеличивается содержание гемоглобина на 11,3%, эритроцитов на 27,5% и величина гематокрита на 16,4 % по сравнению с контролем.

Установлено, что после применения ДАФС — 25 активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы и щелочной фосфатазы достоверно ниже аналогичных показателей контрольной группы животных на 14,8% и 23,0%, 22,2% соответственно. Содержание общего белка у животных опытной группы превышало контрольный показатель на 13,6%.

ВЫВОДЫ

1. Исследованиями установлено, что при интоксикации лабораторных животных солями кадмия и свинца происходит нарушение обменных процессов, характеризующееся снижением содержания гемоглобина, эритроцитов, сульфгидрильных групп, AJIT и массы тела животных, повышением активности щелочной фосфатазы, содержания тромбоцитов, общего билирубина и креатинина в сыворотке крови.

2. Применение ДАФС - 25 в дозе 3,75 мг/кг корма оказывает положительное действие на обменные процессы организма животных, подвергшихся воздействию тяжелых металлов. В крови животных, получавших препарат, достоверно увеличивается: содержание гемоглобина на 10,9%, эритроцитов на 14,9%, SH-групп на 72,5% и массы тела на 16,4%, происходит коррекция активности ACT, AJIT и щелочной фосфатазы.

3. В организме белых крыс, получавших контаминированные корма, обнаружено значительное увеличение уровня кадмия и свинца в органах животных.

4. Применение ДАФС - 25 животным, получавшим контаминированные тяжелыми металлами корма, снижало накопление кадмия и свинца в органах и тканях животных: в почках соответственно — в 2 и 1,7 раз, в печени в 1,6 и 1,4 раза. В костной ткани и семенниках содержание свинца снизилось в 1,8 и 3,8 раза соответственно.

5. Добавление в рацион телок ДАФС — 25 в течение 45 суток в дозе 3,75 мг/кг корма, способствует повышению среднесуточного прироста живой массы на 9,7%, содержания гемоглобина на 11,3%, эритроцитов на 27,5%, величины гематокрита на 16,4%, уровня общего белка на 13,6% и снижению активности ACT на 14,8%, АЛТ на 22,2% и щелочной фосфатазы на 23,0%.

6. Введение ДАФС - 25 в рацион телок, в дозе 3,75 мг/кг в течение 45 суток способствует снижению содержания свинца в сыворотке крови на 53,3% по сравнению с контролем, а содержание селена увеличилось на 48,3%

и достигло уровня физиологической нормы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

Для лечения животных при интоксикации свинцом и кадмием предложено введение ДАФС - 25 дозе 3,75 мг/ кг корма, при естественном содержании селена в кормах 0,3 мг/ кг, в течение 30 - 45 дней.

Результаты исследований вошли в основу документа: «Методическое пособие по снижению токсического действия кадмия и свинца на организм сельскохозяйственных животных» (Утверждены Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии, 2010 г., разделы 2.5.3. - 2.5.5., 4.3.).

Список опубликованных работ

1. Макарова Е.С. ДАФС — 25 как средство профилактики отравления свинцом и цинком // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. - 2011. - № 1 (5). - С. 69-72.

2. Макарова Е.С., Павленко Г.И. Влияние свинца и цинка на биохимические показатели белых крыс // Ветеринарная патология. -2011. -№ 4(38). - С. 117-120.

3. Макарова Е.С., Дорожкин В.И., Павленко Г.И. ДАФС - 25 -средство для снижения интоксикации животных кадмием и свинцом // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. - 2013. -№2(9).-С. 84-86.

Подписано в печать // ОЦ, /-3 ? • Усл. печ. л. 1,0, тираж 80 экз, заказ ¿/Ъ 6 /¿Г ГНУ ВНИИВСГЭ 123022, Москва, Звенигородское ш., д.5.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Макарова, Елена Сергеевна, Москва

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ САНИТАРИИ, ГИГИЕНЫ И ЭКОЛОГИИ

На правах рукописи 04201357029 УДК 619: 616 - 099 - 02:615. 91

Макарова Елена Сергеевна

ПРИМЕНЕНИЕ ДАФС - 25 ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ИНТОКСИКАЦИИ ЖИВОТНЫХ СОЛЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Специальность 06.02.05 - ветеринарная санитария, экология, зоогигиена и

ветеринарно-санитарная экспертиза 06.02.03 - ветеринарная фармакология с токсикологией

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор, чл.-корр. РАСХН В.И. Дорожкин

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ:

ВВЕДЕНИЕ.....................................................................................4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................8

1.1. Пути поступления и содержание токсичных элементов в биологических объектах..........................................................................................8

1.2. Биологическая роль и токсикологическое влияние кадмия и

свинца...........................................................................................13

1.3. Биологическая роль и токсикологическое влияние цинка и меди...........23

1.4. Селен и селенсодержащие препараты как возможные детоксиканты тяжелых металлов...............................................................................30

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.................................38

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.........................48

3.1. Изучение влияния ДАФС - 25 на некоторые показатели гомеостаза животных при интоксикации свинцом и кадмием.....................................48

3.2. Изучение влияния ДАФС - 25 при совместном поступлении солей тяжелых металлов на организм животных...............................................51

3.3. Влияние ДАФС — 25 на накопление тяжелых металлов в организме лабораторных животных.....................................................................64

3.4. Эффективность применения препарата ДАФС - 25 для снижения возможной ксенобиотической нагрузки на организм

крупного рогатого скота.....................................................................69

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........................75

5. ВЫВОДЫ...................................................................................93

6. ЛИТЕРАТУРА........................................................................95

7. ПРИЛОЖЕНИЕ.......................................................................116

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Масштабы антропогенного поступления металлов и их соединений в биосферу, их способность накапливаться в природной среде представляет серьезную экологическую проблему.

Наибольшую опасность для окружающей среды, представляют токсичные элементы, такие как ртуть, кадмий, свинец и некоторые другие, относящиеся к группе тяжелых металлов. Эти соединения, попадая в почву и далее по трофической цепи в растения и животный организм, могут изменять строение и свойства важнейших метаболитов, активность ферментов, отрицательно влиять на иммунный статус и физиологическое состояние.

В организме животных кумулируется не столько сам антропогенный фактор, сколько суммарный повреждающий эффект его воздействия, трансформирующийся в антропогенно-экологические органопатологии и болезни, что оказывает существенное влияние, как на продуктивность, так и на показатели безопасности полученной продукции (Донник И.М., Шкуратова И.А. и др., 2005; Оспищев A.B., Кашин A.C., Кашина Т.В., 2012).

Индивидуальная токсичность свинца, кадмия, меди и цинка достаточно хорошо изучена. Однако в природных и техногенных средах соединения металлов редко встречаются изолированно друг от друга. Поэтому разнообразные комбинативные сочетания и концентрации разных тяжелых металлов в окружающей среде приводят к изменениям свойств отдельных элементов в результате их синергического или антагонистического воздействия на живые организмы (Таланов Г.А ,1995; Павленко Г.И., Кроль М.Ю., 2007; Смирнов А.М., Дорожкин В.И., 2007).

Научно обоснованное кормление сельскохозяйственных животных с учетом современных норм и потребности элементов питания, является важнейшим фактором повышения их продуктивности, состояния здоровья и безопасности получаемой животноводческой продукции (Святохина В.П.,

4

Пестриков C.B., Красногорская H.H., 1999). В условиях же дисбаланса жизненно важных элементов токсичность тяжелых металлов возрастает в 3-3,5 раза даже когда содержания тяжелых металлов не выходят за пределы их нормативных величин, установленных для кормов (Кашин A.C., 2003). Поэтому экологически более значимым фактором является не только сбалансированность кормов по микроэлементам, но и балансовые соотношения токсичных и физиологически активных элементов (Самохин В.Т., 2000).

При ведении животноводства на техногенно загрязненных сельскохозяйственных территориях необходимо использовать целый ряд препаратов, обладающих широким спектром воздействия на защитные функции организма, а так же способствующие предотвращению поступления различных экотоксикантов из рациона в организм животных.

Одним из путей снижения интоксикации животных тяжелыми металлами является поиск препаратов, оказывающих протекторное действие по отношению к наиболее токсичным элементам - кадмию и свинцу (Антипов В .А., 2007; Шабунин C.B., 2007; Дорожкин В.И., 2010,2012).

В качестве такого препарата было выбрано соединение на основе селена -диацетофенонилселенид (ДАФС - 25).

Цели задачи исследования Целью наших исследований явилось изучение возможности использования ДАФС - 25 для снижения интоксикации животных солями тяжелых металлов. Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- изучить влияние кадмия, свинца, цинка и меди на организм лабораторных животных при индивидуальном и совместном поступлении с кормом;

- изучить влияние ДАФС - 25 при интоксикации солями тяжелых металлов на физиологические, биохимические и иммунобиологические показатели организма лабораторных и сельскохозяйственных животных;

- изучить действие ДАФС-25 на накопление и распределение в организме лабораторных животных тяжелых металлов при их совместном поступлении;

- разработать рекомендации по применению ДАФС - 25 для снижения токсического действия кадмия и свинца на организм крупного рогатого скота.

Научная новизна работы. Впервые изучено фармакологическое действие ДАФС - 25 для снижения интоксикации организма животных солями тяжелых металлов.

Установлено, что препарат активизирует процессы гемо- и эритропоэза, положительно влияет на выработку сульфгидрильных групп, показатели нервно-мышечной возбудимости, нормализует обменные процессы, что подтверждается положительными изменениями биохимических показателей и увеличением массы тела животных. Препарат способствует снижению накопления тяжелых металлов в органах и тканях животных на 50 - 75%.

Определены оптимальная доза и схема рационального применения ДАФС - 25 для снижения интоксикации организма животных солями тяжелых металлов.

Практическая значимость работы. Для практики предложен новый лечебно-профилактический препарат ДАФС - 25 при интоксикации крупного рогатого скота солями тяжелых металлов. Это позволит в условиях экологического прессинга при ведении животноводства на загрязненных территориях повысить как защитные функции организма, так и безопасность получаемой продукции.

Результаты исследований вошли в основу разработки «Методического пособия по снижению токсического действия кадмия и свинца на организм сельскохозяйственных животных» (утверждены Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии, 2010 г., разделы 2.5.3. - 2.5.5., 4.З.).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Результаты влияния ДАФС - 25 на физиологические, биохимические и иммунобиологические показатели организма животных при интоксикации солями тяжелых металлов.

2. Результаты действия ДАФС - 25 на накопление и распределение в организме лабораторных и сельскохозяйственных животных тяжелых металлов при их совместном поступлении с кормом.

3. Результаты апробации и практические предложения по применению ДАФС-25 для снижения интоксикации организма крупного рогатого скота солями тяжелых металлов.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: ученом совете ГНУ ВНИИВСГЭ 2008 - 2011 гг.; II Съезде ветеринарных фармакологов, г. Казань (2009 г.); III Съезде фармакологов и токсикологов России, г. Санкт-Петербург (2011 г.); Международной научно -практической конференции «Лекарственные препараты для животных (разработка, производство, эффективность и качество), г. Москва (2011 г.); Международной конференции «Повышение качества и безопасности продукции животноводства и кормов», г. Москва (2012 г.); расширенном совещании ГНУ ВНИИ ветеринарной санитарии, гигиены и экологии Россельхозакадемии (2013 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы, в том числе 3 в изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 120 страницах компьютерного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований, их обсуждение, выводы и практические предложения, список литературы, приложение.

Работа иллюстрирована 17 таблицами и 6 рисунками. Список литературы включает 210 источников, в том числе 45 иностранных авторов.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1.Пути поступления и содержание токсичных элементов в

биологических объектах

Присутствие в окружающей среде различных химических соединений в концентрациях, превышающих фоновые значения, обусловлено либо техногенных загрязнением агроэкосистем, вследствие пространственного рассеивания и глобального переноса загрязнений от источника выброса, либо наличием естественной геохимической аномалии.

В течение длительного времени в биогеохимических исследованиях микроэлементов превалировал интерес к геохимическим аномалиям и возникающим из-за них эндемиям природного происхождения (Ковальский В.В., 1974,1991).

Однако в последующие годы, в связи с бурным развитием промышленности и глобальным техногенным загрязнением окружающей среды, наибольшее внимание стали привлекать аномалии элементов, в большей степени это токсичные элементы — кадмий, медь, никель, ртуть, свинец, цинк и хром, как наиболее опасные для здоровья животных и человека.

Следует обратить внимание на тот факт, что для каждого региона характерен свой определенный диапазон приоритетных загрязнителей и их количеств. Это утверждение относится, как к фоновым значениям токсичных элементов, так и к уровням их локальных высоких концентраций в непосредственной близости от источника загрязнения (Материалы международного симпозиума. Пущино, 1997).

Например, природное содержание кадмия в кормах (сено, силос,

зернофураж) Московской области составляет 0,008 - 0,32 мг/кг, тогда как

8

Северного Кавказа - 0,3-4,3 мг/кг (Зимаков И.Е., Захарова Л.Л.,1984). Аналогичная зависимость наблюдается и при сравнении содержания свинца в кормах Московской — 0,01 - 2,5 мг/кг и Чимкентской областей - 0,23 — 1360 мг/кг (Устенко В.В.,1982).

В последние десятилетия основными объектами биогеохимических исследований - экологического мониторинга токсичных элементов, стали территории промышленных городов и прилегающие к ним земельные угодья сельскохозяйственного назначения (Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989; Черных Н.А., 1996).

Растительная пища является основным источником поступления токсичных элементов в организм животных и человека. По разным литературным данным с ней поступает от 40 до 80 % токсичных элементов, и только 20 - 40 % - с воздухом и водой. Поэтому от уровня накопления токсичных металлов в растениях, и далее по пищевым цепочкам в животноводческой продукции, в значительной степени зависит их поступление в организм человека.

В рекомендациях ФАО/ВОЗ (1989 г.) установлены допустимые уровни еженедельного поступления токсичных элементов с пищей в количестве (на 1 кг массы тела человека): свинца - 0,05 и кадмия - 0,0067 - 0,0083 мг/кг. При этом эксперты ФАО предложили считать допустимым для взрослых людей поступление кадмия до 0,07 мг в сутки.

По данным Войнар А.И., общее поступление свинца в организм человека и животных составляет в среднем 0,4мг/сутки. Суточное же потребление кадмия с водой не превышает 2-5 мкг.

Свинец (РЬ) - элемент 4 группы периодической системы, обладающий ярко выраженными металлическими свойствами. Кларк в земной коре 16,0 мг/кг (Виноградов, 1957).

Антропогенное поступление свинца значительно превышает природное.

При сжигании нефти и бензина в окружающую среду поступает не менее 50%

9

f\ Jl

I

всего антропогенного выброса свинца, что является главной составляющей в глобальном цикле данного элемента. Содержания свинца в автомобильных выхлопах может достигать 75%, вследствие содержания в нем тетраэтилсвинца - антидетонатора (Скальный A.B. и др., 2002; Hill С.Н., 1979; Isermann К., 1977).

Другой важный источник антропогенного поступления свинца — выплавка цветных и черных металлов, а также горнодобывающая промышленность (Свинец и здоровье, 2000).

Объекты топливно-энергетической промышленности (Троицкая и Увельская ГРЭС) выбрасывают в окружающую среду до 2,7 кг свинца ежесуточно, что приводит к загрязнению сена до 22,9 мг/кг и силоса — 20,3 мг/кг при максимально допустимой концентрации его в кормах не более 5 мг/кг (Рабинович М.И., 1999).

Средняя концентрация этого элемента в почвах мира колеблется по разным оценкам от 10 до 35 мг/кг (Самохин В.Т. и др., 2000).

ПДК свинца для почв в России соответствует 30 мг/кг, в Германии - 100 мг/кг (Донник И.М.,2003).

Содержание свинца в почвах на территории России существенно варьирует в зависимости от типа почвы, близости промышленных предприятий и естественных геохимических аномалий.

Например, содержание в почвах кадмия и свинца в зоне наибольшей техногенной нагрузки на территории Республики Татарстан, обусловленной добычей нефти и газа, составляет, соответственно 1,34 мг/кг и 35,8 мг/кг, при ПДК 3,0 мг/кг и 32 мг/кг (Ежкова A.M., Яппаров А.Х. и др., 2008).

Ежегодный прирост содержания свинца в воздухе составляет 5 %, и каждые 14 лет его количество в воздухе удваивается (Каплин В.Г., 2002). Поэтому поступления свинца в организм человека и животных из объектов внешней среды ингаляционным путем вместе с вдыхаемым воздухом является достаточно существенным.

Однако пищевой путь является основным в поступлении свинца в

10

организм животных и человека (Кузубова Л.И., 1990; Позняковский В.М., 1996; Cannot H.L., 1976).

Кадмий (Cd) является рассеянным элементом и не образует самостоятельных рудных скоплений. Присутствует он в виде примесей в цинковых, свинцовых, медных и полиметаллических рудах, которые и являются основным источником промышленной добычи кадмия.

Соединения кадмия поступают в окружающую среду с производственными выбросами и сточными водами предприятий цветной металлургии, машиностроительной, электротехнической, химической, легкой и других отраслей промышленности (Скальный A.B., 2001). Таким образом, основной источник загрязнения внешней среды кадмием является техногенный.

В районах, подверженных интенсивному воздействию техногенных факторов, концентрации кадмия в атмосферном воздухе, почве, снежном покрове в несколько раз превышают допустимые уровни (Скальный A.B., 2001). В воздушной среде кадмий связывается с пылевыми частицами, вместе с которыми он и осаждается на растительность, почву, поверхность водоемов, загрязняя их.

Увеличению содержания кадмия в почве способствует внесение минеральных удобрений или осадков сточных вод, так как практически все они содержат кадмий в виде примесей (Ларионов Г.А., 2005; Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах, 1980,1985).

При загрязнении кадмием почвы, значительно возрастает его уровень в зерновых, овощных и других культурах, который превышает допустимые нормативы (Зимаков И.Е., Захарова Л.Л., 1984).

Поэтому необходимо следить за миграцией кадмия в цепи почва -растение - животное, изучать закономерности этой миграции и разрабатывать методы снижения его поступления в организм продуктивных животных (Jamall I.S., Smith J.C., 1985).

Ii

1 l.,ll

Источниками высоких концентраций кадмия в водоемах служат неочищенные стоки шахт или промышленных предприятий, которые повышают уровень содержания металла в воде до 4 мг/л.

Аномальное содержание токсичных элементов обнаружено во многих регионах Российской Федерации: в Республике Татарстан, на Южном Урале (Свердловская, Курганская и Челябинская области), Центральном Предкавказье и многих других.

В этих регионах содержание кадмия и свинца в тканях крупного рогатого скота старше 3 лет, продуктах питания (молоко, творог, сыр) превышает допустимые уровни, устанавливаемые Санитарными правилами и нормами, до 4-6 раз (Осикина Р.В., Тезиев Т.К, 200; Рабинович М.И., 1999; Донник И.М., 2003).

В Саратовской области в рационе овец (сено, солома, зеленая трава) содержание свинца и кадмия составляло, соответственно 4,60 — 6,55 мг/кг и 0,12 - 0,45 мг/кг, что приводило к накоплению этих токсичных элементов в печени, почках и мы�