Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сочетанное воздействие малых доз диоксина и Т-2 токсина на организм поросят и пути коррекции

ВАК РФ 06.02.03, Звероводство и охотоведение

Автореферат диссертации по теме "Сочетанное воздействие малых доз диоксина и Т-2 токсина на организм поросят и пути коррекции"

На правах рукописи

Цп

идиятов ильгиз ильясович

СОЧЕТАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ ДОЗ ДИОКСИНА И Т-2 ТОКСИНА НА ОРГАНИЗМ ПОРОСЯТ И ПУТИ КОРРЕКЦИИ

06.02.03 - ветеринарная фармакология с токсикологией 06.02.02 - ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

- 8 АВГ 2013

Казань-2013

005531916

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» (г. Казань)

Научные руководители: Доктор ветеринарных наук, профессор

Папуниди Константин Христофорович Доктор биологических наук Иванов Александр Аркадьевич

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук,

ведущий научный сотрудник кафедры фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) Федерального университета Филимонова Мария Николаевна

Доктор ветеринарных наук, профессор, зав. кафедрой зоогигиены Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана Софронов Владимир Георгиевич

Ведущее учреждение: ГНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институт ветеринарной санитарии, гигиены и экологии» РАСХН

Защита диссертации состоится «17» сентября 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д-220.012.01 при ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» (420075, г. Казань, Научный городок - 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ». Электронный вариант автореферата и текст объявления о защите размещен на официальных сайтах ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ»: www.vnivi.ru и ВАК РФ vak.ed.gov.ru .

Автореферат разослан « » июля 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат ветеринарных наук

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. Современная экологическая обстановка не исключает вероятности одновременного загрязнения биосферы соединением техногенного происхождения - диоксином и микотоксинами, в частности Т-2 токсином. Данные вещества считаются суперэкотоксикантами и не имеют себе равных по глобальности экологических последствий и опасности для здоровья человека и животных. Они чрезвычайно токсичны, высоко устойчивы и широко распространены в окружающей среде (Желтов В.А., 2008; Смирнов A.M. и соавт., 2009; Дорожкин В.И. и соавт., 2010). Контаминация ими кормов, сельскохозяйственной продукции и продуктов питания возможна на любом этапе производства. Оба токсиканта в минимальных концентрациях вызывают снижение продуктивности, развитие оксидантного стресса, нарушения в системе крови, обменных процессах, приводят к понижению резистентности и угнетению иммунобиологической реактивности организма, создают благоприятные условия для возникновения аутоиммунных и инфекционных заболеваний (Тремасов М.Я. и соавт., 2005; Папуниди К.Х. и соавт., 2010; Иванов A.B. и соавт., 2012; Фисинин В.И., Сурай П., 2012). За последние годы в мировой практике наблюдались массовые случаи интоксикаций людей и животных данными ксенобиотиками вследствие употребления загрязненных ими кормов и продуктов питания. Проблема диоксино и микотоксинов находится под пристальным вниманием Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), программ ООН по продовольственной и сельскохозяйственной безопасности (ФАО), окружающей среде (ЮНЕП), Международного агентства по исследованию рака (МАИР) и др. (Даминов P.P., 2003). Множественность клеточных мишеней для диоксина и Т-2 токсина определяет широкий спектр токсических эффектов. В их числе -гепатотоксичность, иммунотоксичность, мембранотоксичность, нейро-токсичность, эндокринотоксичность, дерматотоксичность, метаболические дефекты, связанные с модуляцией активности ферментных систем. По результатам многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых данные соединения обладают эмбриотоксическими, тератогенными, канцерогенными и мутагенными свойствами. Характер индивидуального биологического действия диоксина и Т-2 токсина разносторонне изучен, подобраны средства терапии и профилактики, однако сведений о сочетанных токсикозах крайне мало. Между тем, они вполне возможны по причине близости расположения сельскохозяйственных угодий и источников выброса диоксинов.

На основании выше изложенного, изучение сочетанного воздействия диоксина и Т-2 токсина на организм животных, разработка средств терапии и профилактики интоксикаций является актуальной задачей ветеринарной медицины и имеет большое практическое значение.

1.2 Цель и задачи исследования. Целью работы явилось изучение в динамике длительного влияния диоксина, Т-2 токсина и их сочетанного воздействия на морфофункциональные показатели организма и продуктивные качества поросят, а также выяснение действия пороговой дозы диоксина на воспроизводительную функцию белых крыс.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить симптоматику и характер гематологических изменений при раздельном и сочетанном воздействии диоксина и Т-2 токсина на организм поросят.

2. Установить характер изменения биохимических и иммунологических показателей крови поросят при отравлении их диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

3. Изучить патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях при отравлении поросят диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

4. Изучить эффективность применения цеолита и димефосфона при отравлении поросят диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

5. Оценить характер воздействия диоксина на воспроизводительную способность белых крыс.

1.3 Научная новизна работы. Впервые изучен механизм и особенности сочетанного воздействия диоксина и Т-2 токсина на клинические, гематологические, биохимические, иммунологические показатели поросят, установлены патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях. Выявлено взаимоусиливающее действие токсикантов. Экспериментально обоснована эффективность применения цеолита Майнского месторождения Ульяновской области и димефосфона при длительном сочетанном отравлении поросят диоксином и Т-2 токсином. Подтверждены эмбриотоксическое, тератогенное и гонадотоксическое действия диоксина, выявлено его воздействие на воспроизводительную функцию белых крыс и их потомство.

1.4 Практическая ценность работы. Выявленные положительные изменения клинических, гематологических, биохимических, иммунологических показателей, патологоанатомические и электронно -микроскопические изменения, происходящие на фоне применения цеолита и димефосфона при сочетанном воздействии на организм животных диоксина и Т-2 токсина, позволяют рекомендовать вышеуказанные препараты с лечебной целью при отравлении изучаемыми токсикантами.

Результаты исследований вошли в «Инструкцию по применению лекарственных средств для лечения и профилактики сочетанных токсикозов животных, вызванных диоксином и Т-2 токсином» (утв. ГУВ КМ РТ 25.10.2012 г.) и методическое пособие «Подготовка образцов для трансмиссионной электронной микроскопии, применяемой при

токсикологических исследованиях: компьютеризация расчетов» (утв. Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии 01.11.2012 г.).

1.5 Апробация материалов диссертации. Основные материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных сессиях ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» по итогам НИР (Казань, 2011-2013), всероссийских и международных научно-практических конференциях (Санкт - Петербург, 2011; Краснодар, 2012; Нальчик, 2012; Щелково, 2012; Казань, 2013; Москва, 2013).

1.6 Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

1.7 Основные положения, выносимые на защиту:

- Симптоматика, морфологические, биохимические, иммунологические показатели крови, патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях поросят при длительной интоксикации диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

- Лечебная эффективность цеолита и димефосфона при длительном сочетанном отравлении поросят диоксином и Т-2 токсином.

- Воспроизводительная способность белых крыс на фоне воздействия диоксина.

1.8 Объем и структура работы. Диссертация изложена на 172 страницах компьютерного текста и состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических предложений, списка" литературы и приложения. Работа иллюстрирована 43 рисунками и содержит 22 таблицы. Список литературы включает 235 литературных источников, в том числе 82 зарубежных авторов.

2 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Материалы и методы исследований

Работа выполнена в лаборатории тяжелых металлов и синтетических ядов ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности» («ФЦТРБ - ВНИВИ», г. Казань) в период 2011 -2013 годов.

Экспериментальные исследования проведены на 24 поросятах крупнобелой породы 8 - недельного возраста, живой массой 14-17 кг и 252 белых крысах.

В опытах использовали 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксин (далее диоксин), изготовленный ПО «Химпром» (г. Уфа). Кристаллический Т-2 токсин, был предоставлен лабораторией микотоксинов ФГБУ «ФЦТРБ -ВНИВИ». В качестве продуцента микотоксина использовали гриб Fusarium sporotrichioides, штамм 2м 15.

Диоксин применяли в виде масляной эмульсии: поросятам - в дозах 7,5; 10 и 15 мкг/кг массы тела посредством нанесения на корень языка специально изготовленным для этих целей атравматическим зондом; крысам на уровне 0,15 мкг/кг массы тела - в хлебных болюсах. Т-2 токсин перед скармливанием перемешивали с кормом в дозе 200 мкг/кг корма.

В качестве лечебных средств использовали димефосфон и цеолит Майнского месторождения Ульяновской области. Цеолит примешивали к корму из расчета 2% от сухого вещества рациона. Димефосфон выпаивали животным ежедневно в дозе 90 мг/кг массы тела (0,6 мл/кг) через 2 ч после приема сорбента.

В ходе эксперимента оценивали клиническое состояние животных, потребление корма и воды. В начале опыта, а затем через каждые 15 сут после первичного введения токсикантов проводили определение живой массы и температуры тела. Гематологические исследования включали определение количества эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, лейкоцитов и дифференциальный подсчет форменных элементов белой крови по общепринятым методам (Кондрахин И.П. и соавт., 2004).

Определение общего белка сыворотки крови проводили на рефрактометре ИРФ-22, белковых фракций - методом Олла и Маккарда в модификации Картока С.А. (1962), содержание продуктов перекисного окисления липидов - по Гончаренко М.С., Латиновой A.M. (1985). Активность ферментов, концентрацию продуктов метаболизма устанавливали на биохимическом анализаторе «Microlab 300».

Уровень Т-лимфоцитов в периферической крови определяли методом спонтанного розеткообразования с гетерогенными эритроцитами. Идентификацию В-лимфоцитов - по Фримелю X. (1987). Фагоцитарную способность нейтрофилов - по методике Кост С.А. и Стенко М.И. (1974), объектом фагоцитоза служила суточная культура Staphylococcus aureus с наличием 1 млрд. клеток в 1 мл взвеси. Лизоцимную активность сыворотки крови (ЛАСК) устанавливали нефелометрическим методом по Дорофейчуку В.Г. (1968), в качестве стандарта для определения титра лизоцима в испытуемом материале служила однодневная культура Micrococcus lisodecticus.

Гистологические и электронно-микроскопические исследования проводили совместно со старшим научным сотрудником Губеевой Е.Г. и сотрудниками сектора электронной микроскопии ФГБУ «ФЦТРБ -ВНИВИ» Саитовым В.Р. и Осяниным К.А., которым автор выражает искреннюю благодарность за оказанную помощь.

Оценку эмбриотропного и тератогенного действия диоксина проводили согласно «Методическим указаниям по изучению репродуктивной токсичности фармакологических веществ» (2005). Мутагенного действия -согласно «Методическим рекомендациям по определению мутагенной активности ветеринарных препаратов» (1983) и материалам Фармкомитета РФ «Оценка мутагенных свойств фармакологических средств» (Дурнев А.Д.

и соавт., 2006). Изучение гонадотоксического действия диоксина проводили по методу Саноцкого И.В. (1970).

Статистическую обработку полученного цифрового материала осуществляли методом вариационной статистики с применением программы Microsoft Excel и критерия достоверности Стьюдента.

2.2 Результаты исследований

2.2.1 Изучение действия малых доз диоксина на организм поросят

Исследования проведены на 12 поросятах, разделенных по принципу аналогов на 4 группы по 3 животных в каждой. Первая группа являлась биологическим контролем и в составе рациона получала адекватное количество растительного масла, служившего растворителем диоксина. Животных второй группы подвергали ежедневной пероральной затравке диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела (1/400 от ЛД50), третьей - 10 мкг/кг массы тела (1/600 от ЛД50), поросята четвертой группы получали токсикант в дозе 7,5 мкг/кг массы тела (1/800 от ЛД50). Затравку животных проводили

в течение 45 дней.

Во второй группе поросят на 11-14 сут опыта отмечены клинические признаки интоксикации в виде уменьшения потребления корма и воды, общего угнетения, снижения двигательной активности, взъерошенности щетины. Ежедневные привесы разнились с контролем на 123 г (46,5%). На 26 сут с начала опыта, с наиболее яркими клиническими признаками, одно животное пало.

В третьей группе признаки отравления наблюдали с 17 дня введения токсина, в четвертой - клиника интоксикации не проявилась. Разница суточных привесов живой массы поросят данных групп с контролем составила 85 г (32,0%) и 41 г (15,2%), соответственно.

Во второй группе животных отмечали снижение концентрации эритроцитов на 15; 30 и 45 сут исследования на 5,3; 9,9 и 19,7%, гемоглобина соответственно - на 9,2; 8,4 и 11,7%, лейкоцитов - 24,7; 15,9 и 4,6%, повышение гематокритной величины - на 4,0; 4,4 и 6,0% в сравнении с фоновыми значениями. В третьей - понижение показателей крови в исследуемые сроки было менее значительным. Гематологические показатели поросят первой и четвертой групп оставались в пределах фоновых величин.

У поросят, получавших диоксин в большей дозе, отмечали понижение содержания общего белка в исследуемые сроки опыта на 6,4; 12,7 и 19,3%. В третьей и четвертой группах снижение данного показателя на 45 сут происходило соответственно на 14,6 и 8,2%. Активность аланинаминотрансферазы (АЛТ) имела тенденцию к резкому подъему и последующему понижению (рис. I), характеризуясь превышением фоновых величин во второй, третьей и четвертой группах в 3,6; 2,3 и 1,7 раза на 15 сут, 2,4; 1,7 и 1,3 раза на 30-е и 1,6; 1,4 и 1,2 раза на 45 сут исследования. Уровень аспартатаминотрансферазы (АСТ) по сравнению с фоном повысился к концу

опыта в 2,5; 1,8 и 1,4 раза. Концентрация щелочной фосфатазы возросла соответственно на 1 18,3; 72,8 и 35,7%, билирубина - на 90,5; 74,4 и 51,1%. Содержание мочевины увеличилось в 2,7; 2,1 и 1,5 раза, при повышении в 1,3 раза в интактной группе. Уровень креатинина повысился соответственно на 26,1; 20,7 и 13,2%, холестерина - на 46,3; 28,7 и 13.0%, амилазы - в 3,3; 2,1 и 1,3 раза, при понижении глюкозы на 19,2; 10,8 и 2,3%. Уровень малонового диальдегида в гемолизате эритроцитов крови поросят второй, третьей и четвертой групп превысил фоновые значения на 45 сут эксперимента в 2,2; 1,7 и 1,5 раза; а в плазме крови - в 2,5; 1,7 и 1,4 раза.

Активность АЛТ. Е/л 40

а Контроль « 15 мкг диоксина/кг 10 мкг диоксина/кг * 7,5 мкг диоксина кг

Рис. 1 - Активность аспартатаминотрансферазы в сыворотке крови при отравлении поросят диоксином

Фагоцитарная активность нейтрофилов при отравлении поросят диоксином в дозах 15 и 10 мкг/кг массы тела на 15; 30; 45 сут опыта понизилась по сравнению с исходными значениями соответственно на 14,2; 19,4; 25,0 и 11,9; 14,8; 20,4%, фагоцитарная емкость - на 38,3; 38,9; 39,3 и 25,5; 28,4; 30,6%. Лизоцимная активность сыворотки крови этих животных снизилась на 7,3 и 4,0% на 15-е, 11,3 и 5,2% на 30-е, 27,1 и 12,0% на 45-е сут эксперимента. Уровень Т-лимфоцитов поросят второй группы в исследуемые сроки понизился на 13,1; 21,4 и 24,1%, В-клеток - на 13,3; 31,3 и 38,6%, в третьей группе снижение содержания Т- и В-лимфоцитов на 30-е сут составило 13,8 и 25,6%, на 45-е - 17,8 и 25,6%. Соотношение отдельных видов лимфоцитов периферической крови животных четвертой группы не имело значительных различий с исходными значениями при наибольшем снижении В-лимфоцитов на 45 сут на 8,3%.

При вскрытии умерщвленных поросят, затравленных диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела (рис. 2), отмечали увеличение печени в объеме, окрашивание ее паренхимы в темно-коричневый цвет, сглаженность границы между корковым и мозговым слоями почек, отечность легких и серого вещества головного мозга, точечные и полосчатые кровоизлияния на сердце,

скопление серозной жидкости в перикардиальной полости, кровенаполненность коронарных сосудов. Патоморфологические изменения органов животных, затравленных диоксином в дозе 10 и 7,5 мкг/кг массы тела, были менее выражены.

Рис. 2 - Патологоанатомическая картина при интоксикации поросенка диоксином в течение 45 сут в дозе 15 мкг/кг массы тела

Гистологическое исследование выявило большую выраженность изменений в органах поросят второй и третьей групп. Отмечали дистрофию и некроз гепатоцитов печени, эпителиоцитов извитых канальцев почек с очаговой десквамацией, пролиферативные процессы в виде межуточной полиморфноклеточной реакции в сердце, в портальных трактах и скоплений микрофагальных клеток в синусоидах печени.

Наиболее выраженные ультраструктурные изменения наблюдали в гепатоцитах и клетках почечного тела. Ядра гепатоцитов (рис. 3) имели плотные гранулы, митохондрии - одиночные кристы, хлопьевидный матрикс средней электронной плотности, большую часть цитоплазмы заполнял гранулярный эндоплазматический ретикулум с большим числом рибосом, гладкая эндоплазматическая сеть имела раздутые каналы. Вся цитоплазма изобиловала мелкими вакуолями и пероксисомами.

Подоциты почек (рис. 4) на отдельных участках не имели мапых вторичных цитоподий, уменьшалось число фильтрационных щелей, цитоплазма характеризовалась гетерогенностью, в ядерном аппарате отмечалось накопление плотноупакованного хроматина.

Клетки проксимальных канальцев пострадали в меньшей степени, в них отмечали просветленную цитоплазму и микротельца, которые зачастую образовывали контакты с митохондриями, в ядрах имелось накопление плотного пристеночного хроматина, изменялась складчатость клеточной мембраны, в базальной пластинке обнаруживали уплотнения.

Рис. 3 - Гепатоцит поросенка: контрольного (слева); затравленного диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела (справа). Условные обозначения: МХ - митохондрия, ГлЭПР - гладкий эндоплазматический ретикулум, ГрЭПР - гранулярный эндоплазматический ретикулум, ПС - пероксисома, ГЛ - гликоген; стрелками указаны ядерные поры.

Рис. 4 - Участок подоцита почечного клубочка поросенка: слева -контрольной группы (указан фильтрационный барьер почечных клубочков, видны малые вторичные цитоподии); справа - после воздействия диоксина в дозе 15 мкг/кг массы тела. Условные обозначения: МХ - митохондрия, БПп - базальная пластинка; стрелками показаны фильтрационные щели.

2.2.2 Токсическое действие Т-2 токсина на организм поросят

Исследования проведены на 6 поросятах, разделенных по принципу аналогов на 2 группы по 3 животных в каждой. Первая группа являлась биологическим контролем. Поросята второй группы с кормом получали

Т-2 токсин в дозе 200 мкг/кг корма/сут (2 ПДК). Затравку животных

проводили в течение 45 дней.

У поросят, потреблявших токсичный корм, на 15-17 сут исследования наблюдали понижение аппетита и активности, расстройство ^желудочно-кишечного тракта, среднесуточные привесы оказались на 81 г (30,6%) ниже

контрольных значений.

Понижение количества эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов на 45 сут составило 14,0; 9,1 и 9,2% по сравнению с фоновыми показателями. Снижение общего белка - 8,7%, глюкозы - 14,8%. Концентрация малонового диальдегида гемолизата эритроцитов превысила фоновые значения на 74,6/о, уровень альдегида в плазме крови - 75,8%.

Фагоцитарная активность нейтрофилов на 30 и 45 сут исследования понизилась на 11,1 и 18,5%, фагоцитарная емкость - на 14,8 и 31,5%, активность лизоцима - на 9,6 и 14,0%, содержание Т-лимфошггов -10,1 и 14,5%, В-лимфоцитов - 10,8 и 14,4%.

При патологоанатомическом вскрытии умерщвленных поросят наблюдали незначительную инъекцию сосудов брыжейки и кишечника, гиперемию слизистой оболочки тонкого отдела кишечника, коричнево-красную окраску печени, отечность вещества головного мозга и кровенаполненность сосудов. При гистологическом исследовании отмечали внутриклеточный и периваскулярный отёк в сердце, дистрофические изменения гепатоцитов и эпителия извитых канальцев почек. На ультраструктурном уровне митохондрии клеток проксимальных канальцев почек имели набухшие кристы и плотный матрикс, ядра характеризовались извилистым контуром, увеличенным перинуклеарным пространством. В подоцитах отмечали изменение формы и слияние малых цитоподий, выраженных патологических изменений обнаружено не было.

2.2.3 Изучение влияния малых доз диоксина и Т-2 токсина на организм поросят при сочетанном воздействии и применении

терапевтических средств

Исследования проведены на 12 поросятах, разделенных по принципу аналогов на 4 группы по 3 животных в каждой. Первая группа являлась биологическим контролем. Животных второй группы подвергали ежедневной пероральной затравке диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела (1/400 от ЛД50) И Т-2 токсином в дозе 200 мкг/кг корма/сут (2 ПДК), третьей -диоксином в дозе 7,5 мкг/кг массы тела (1/800 от ЛД50) и микотоксином в выше указанной дозе. Поросятам четвертой группы наряду с токсикантами (диоксином в дозе 15 мкг/кг и Т-2 токсином - 200 мкг/кг корма/сут) задавали с кормом цеолит и выпаивали димефосфон. Продолжительность опыта

составила 45 дней.

Клинические признаки интоксикации у поросят второй группы (рис. 5) проявились на 8-10 сут после начала затравки и выражались в снижении потребления корма и воды, обшем угнетении, взъерошенности щетины,

одышке, диарее, на 16 и 32 сут пали по одному животному. Среднесуточные привесы по сравнению с группой контроля были ниже на 144 г (54,2%). В третьей группе клинику отравления отмечали на 13-16 сут, разница в суточных привесах составила 99 г (37,5%). Применение средств терапии на фоне сочетанного поражения поросят диоксином и Т-2 токсином предупреждало падеж, признаков токсикоза не наблюдалось, суточные привесы массы разнились с контролем не более чем на 48 г (18,1%).

Рис. 5 - Поросята, подвергнутые сочетанному воздействию токсикантов (слева - затравленный диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела и Т-2 токсином (2 ПДК); справа - затравленный диоксином в дозе 7,5 мкг/кг и Т-2 токсином (2 ПДК); в центре - затравленный диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела и Т-2 токсином (2 ПДК) на фоне лечения цеолитом и димефосфоном)

V животных второй группы отмечали понижение концентрации эритроцитов к 15; 30 и 45 сут опыта на 6,2; 12,2 и 22,8%, гемоглобина -соответственно на 10,2; 16,1 и 22,2%, лейкоцитов - 14,3; 21,7 и 30,0%, повышение гематокритной величины - на 3,2; 4,8 и 7,1% по сравнению с фоновыми значениями. В третьей группе поросят понижение количественных показателей гемопоэза было менее значительным.

Снижение содержания общего белка сыворотки крови в исследуемые сроки у поросят второй группы происходило на 13,6; 21,5 и 28,2%, третьей - на 8,4; 12,7 и 17,9%. У животных четвертой группы - повысилось на 15 сут эксперимента на 5,7%, а на 45-е - понизилось на 1,2%.

Активность АЛТ превысила исходные величины во второй, третьей и четвертой группах на 15 сут в 6,5; 2,4 и 1,5 раза, на 30-е - в 4,6; 1,7 и 1,2 раза и на 45 сут исследования - 3,0; 1,3 и 1,1 раза. Уровень АСТ повысился к концу опыта в 3,7; 2,1 и 1,1 раза, соответственно по сравнению с фоном. Содержание щелочной фосфатазы в сыворотке крови поросят второй и третьей групп на 45 сут превысило фоновые значения на 140,0 и 84,5%, у животных, которым задавали лекарственные препараты, - на 8,1%.

Концентрация билирубина - соответственно в 3,1; 2,3 и 1,4 раза, мочевины -в 3,6; 2,1 и 1,3 раза. Уровень глюкозы понизился на 45,8% во второй, 22,0% - в третьей группах, содержание амилазы повысилось соответственно в 3.8 и 1,7 раза, холестерина - на 69,4 и 37,0%. Концентрация малонового диальдегида (рис. 6) гемолизата эритроцитов крови превысила фоновые значения во второй, третьей и четвертой группах к концу опыта соответственно в 3,2; 2,3 и 1,5 раза, а диальдегида в плазме - в 3,0; 2,5 и 1,2 раза.

Концентрация, м км оль/л

7

МДА эритроцитов

3

фон 15 30 45

* Контроль 7,5 мкг диоксина/кг Т-2 токсин

Рис. 6 - Концентрация МДА в крови поросят при сочетанной интоксикации диоксином и Т-2 токсином и применении средств терапии

Фагоцитарная активность нейтрофилов во второй и третьей группах поросят в исследуемые сроки опыта снизилась соответственно на 22,9; 28,4; 37,3% и 12,9; 14.3; 18.6%, фагоцитарная емкость (рис. 7) - на 37,1; 48,8; 61,0% и 18,3; 21,6; 35,0% в сравнении с исходными данными. Активность лизоцима (табл.) понизилась на 18,9 и 12,6% на 15-е, 21,3 и 14,1% - на 30-е, 28,2 и 20,0% - на 45 сут эксперимента.

Рассматриваемые показатели у поросят, затравленных токсикантами и получавших терапевтические препараты, характеризовались наибольшим снижением фагоцитарной активности и емкости на 30 сут соответственно на 8,3 и 11,6% и лизоцимной активности - на 45-е на 10,6%. Уровень Т-лимфоцитов в крови животных второй группы на 15; 30 и 45 сут понизился на 18,7; 24.1 и 30,6%, В-лимфоцитов - на 19,8; 35,5 и 44,2%. В третьей группе поросят отмечали снижение уровня Т- и В-лимфоцитов на 45-е сут на 16,9 и 21,3%, при повышении содержания лимфоцитов на 21,0%. Соотношение отдельных видов лимфоцитов периферической крови животных четвертой группы при достоверном понижении их общего количества не имело значительных различий с исходными значениями.

Сроки

фон 15 30 45 исследования, мкг диоксина/кг + Т-2 токсин сутхи

мкг диоксина/кг + Т-2 токсин + лечение

Фагоцитарная емкость.0'»

100 90 80

»Контроль й 15 мкг диоксина'к! ' Т-2 ТОКСИН сутю

7,5 мкг диоксина/кг+Т-2 токсин « 15 мкг диоксина/кг- Т-2 токсин+лечение

Рис. 7 - Фагоцитарная емкость нейтрофилов периферической крови поросят при интоксикации диоксином и Т-2 токсином, применении средств терапии

Таблица - Активность лизоцима и содержание лимфоцитов

в периферической крови при интоксикации поросят диоксином и Т-2 токсином и применении средств терапии

Показатель Срок исследования, сут

Фон | 15 | 30 | 45

Контроль

ЛАСК, % 26,27±0,43 27,03±0,22 26,80±0,60 27,13±0,68

Т-лимфоциты, % 53,67±2.86 5 1,67±2,27 55,00±2,83 52,00±1,87

В-лимфоциты, % 27,67± 1,47 26,00±1,87 28,67±0,41 26,67±0,41

Затравка диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела и Т-2 токсином (2 ПДК)

ЛАСК, % 25,73±0,54 20,86±0.65* 20,25±0,39* 18.48

Т-лимфоциты, % 53,33±3,56 43,37±2,86 40,50±2,47* 37,00

В-лимфоциты, % 28,67±1,08 23,00±0,71 18,50±0,35* 16,00

Затравка диоксином в дозе 7,5 мкг/кг массы тела и Т-2 токсином (2 ПДК)

ЛАСК, % 26,27±0,27 22,97±0,24* 22,57±0,22* 21,01 ±0,21*

Т-лимфоциты, % 51,33^4,14 49,33±5,40 44,33±3,63* 42,67±2,68*

В-лимфоциты, % 26,67±!,47 23,33±1,08 22,00±1,22* 21,00±0,71*

Затравка диоксином в дозе 15 мкг/кг массы тела, Т-2 токсином (2 ПДК) и применение цеолита с димефосфоном

ЛАСК, % 25,97±0,18 26,87±0,18 24,23±0,20 23,23±0,06*

Т-лимфоциты, % | 51,33±2,68 53,67±2,86 48,33±2,16 54,00±0,71

В-лимфоциты, % 26,33±0,82 27,33±0,82 25,33±0,82 26,00±0,71

Примечание: * - различия с контролем достоверны, р < 0.05

При вскрытии умерщвленных поросят, подвергнутых сочетанному воздействию диоксина в дозе 15 мкг/кг массы тела и Т-2 токсина (рис. 8), обнаруживали скопление серозной жидкости в брюшной полости, инъекцию кровеносных сосудов брыжейки, серозной оболочки желудка и тонкого отдела кишечника, катаральное воспаление их слизистой. Печень характеризовалась выраженной зернистостью, признаками венозного застоя, мозаичным рисунком: участками от серо- и бело-желтого до темно лилового цвета; граница между корковым и мозговым слоями почек не просматривалась. Легкие были в состоянии катарального воспаления, вещество головного мозга - отечным, в сердце отмечали сращение листков перикарда между собой и эпикардом. У поросят, затравленных диоксином в дозе 7,5 мкг/кг массы тела и Т-2 токсином, патологоанатомические изменения были выражены в меньшей степени. При вскрытии поросят группы сочетанного поражения токсикантами и применения лекарственных средств патологических изменений органов обнаружено не было.

Рис. 8 - Патологоанатомическая картина при поражении поросят диоксином (15 мкг/кг массы тела) и Т-2 токсином (2 ПДК)

При гистологическом и электронно-микроскопическом исследовании изменения, описанные ранее, характерные для интоксикации каждым ядом в отдельности, наблюдались в совокупности, при этом выраженность их возрастала при дозе диоксина 15 мкг/кг массы тела. В органах поросят, получавших токсиканты и лекарственные средства, явления пролиферации не отмечались, дистрофические и некробиотические проявления нивелировались.

Таким образом, сочетанное воздействие на организм диоксина и Т-2 токсина проявилось комплексом клинических, гематологических, биохимических, иммунологических нарушений, патологоанатомическими изменениями в органах. Выявлены угнетение функции кроветворных

органов, выраженная индукция процессов свободнорадикапьного окисления, нарушения обменных процессов и функционирования органов и систем, характеризуемые изменением активности индикаторных ферментов и содержания продуктов метаболизма. Установлена супрессия количественных и функциональных показателей клеточных и гуморальных звеньев иммунной системы. Анализ патоморфологических изменений показал политропный характер воздействия диоксина и Т-2 токсина, который сопровождался вовлечением в патологический процесс большинства систем организма.

Применение цеолита и димефосфона предупреждало падеж и проявление признаков токсикоза, способствовало нормализации клинического статуса, гомеостатических систем организма и коррекции нарушенной функциональной способности органов, оказывая благоприятное воздействие на морфологические, биохимические и иммунологические показатели крови. Сохранялась нормальная архитектоника органов, имела место органопротекторная активность препаратов.

2.2.4 Влияние диоксина на репродуктивную функцию белых крыс

В опытах на белых крысах установили, что пероральное поступление диоксина в дозе 0,15 мкг/кг массы тела в течение первых 19 сут беременности оказывает выраженное эмбриотоксическое и тератогенное действие, проявляющееся увеличением гибели эмбрионов до и после имплантации, общей эмбриональной смертности, задержкой внутриутробного развития плодов, снижением прироста массы и учащением в разы случаев гибели потомства в постнатальном периоде развития.

В тесте ДЛМ отмечали невысокий процент индукции доминантных деталей и заметное понижение фертильности, что отражалось на результативности скрещивания животных.

Интоксикация диоксином самцов белых крыс в дозе 0,15 мкг/кг массы тела, при отсутствии видимых признаков интоксикации, приводила к развитию морфофункциональных изменений семенников, что свидетельствует о проявлении гонадотоксического действия.

Исследованиями в системе мать-потомство установлено, что диоксин оказывает воздействие на воспроизводительную способность белых крыс.

3 ВЫВОДЫ

1. Пероральное введение поросятам диоксина в дозах 15 и 10 мкг/кг массы тела в течение 45 сут вызывает клинические признаки интоксикации, выражающиеся в угнетении общего состояния, одышке, диарее, понижении двигательной активности, пищевой возбудимости, прироста массы на 46,5%, а при дозе 7,5 мкг/кг массы тела внешних признаков отравления не отмечено. Поступление токсиканта в дозе 15 мкг/кг массы тела приводит к гибели трети затравленных животных.

2. Гематологические нарушения при отравлении поросят диоксином в течение 45 сут характеризуются эритроцитопенией (до 19,7%), лейкопенией (до 24,7%) с последующим лейкоцитозом, снижением уровня гемоглобина до 11,7%, повышением гематокрита до 6,0%, лимфоцитозом (до 20,9%) на фоне уменьшения числа эозинофилов на 57,3%, моноцитов - 72,7%, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов - соответственно на 61,5 и 34,2%.

3. Отравление поросят диоксином в испытуемых дозах в течение 45 сут вызывает нарушение обменных процессов, функций органов и систем, проявляющихся снижением содержания общего белка на 8,2-19,3%, изменением соотношения его фракций, концентрации продуктов метаболизма, индуцированием процессов свободнорадикального окисления в 1,5-2,2 раза и активности некоторых ферментов сыворотки крови.

4. Длительное поступление диоксина в организм поросят в испытуемых дозах оказывает угнетающее воздействие на естественную резистентность и иммунологическую реактивность, характеризующееся снижением фагоцитарной активности нейтрофилов до 25%, фагоцитарной емкости -39,3%, активности лизоцима - 27,1%, содержания Т- и В-лимфоцитов -до 24,1 и 25,6%.

5. Интоксикация поросят диоксином приводит к возникновению патоморфологических изменений преимущественно в печени, почках и сердце, развитию в клетках данных органов некрозов, дегенеративно-дистрофических и пролиферативных процессов; нарушений ультраструктуры ядер, митохондрий и эндоплазматической сети, появлением в цитоплазме большого числа вакуолей и пероксисом, в подоцитах почек снижается количество цитоподий и фильтрационных щелей.

6. Сочетанное воздействие на поросят диоксина в дозе 15 мкг/кг массы тела и Т-2 токсина в дозе 200 мкг/кг корма вызывает потенцирование токсического эффекта и характеризуется более выраженными симптомами отравления, существенным снижением прироста массы на 54,2%, гибелью 2/3 затравленных животных.

7. Сочетанное воздействие на поросят диоксина (7,5 и 15 мкг/кг массы тела) и Т-2 токсином (200 мкг/кг корма) в течение 45 сут проявляется гематологическими (снижением уровня эритроцитов на 15,0-22,8%, гемоглобина - на 10,6-22,2%, лейкоцитов - на 11,7-30,0%), биохимическими (понижением общего белка сыворотки крови на 17,9-28,2%, повышением активности АЛТ в 1,3-3,0; АСТ - в 2,1-3,7 раза, индукцией свободнорадикальных процессов до 2,5-3,2 раз), иммунологическими (снижением фагоцитарной емкости нейтрофилов до 35,0-61,0%, лизоцимной активности сыворотки до 20,0-28,2%, количества Т-лимфоцитов до 16,9-30,6%, В-лимфоцитов - 21,3-44,2%) и более выраженными патоморфологическими и ультраструктурными изменениями, по сравнению с раздельным введением токсикантов.

8. Применение цеолита из расчета 2% от сухого вещества рациона и димефосфона в дозе 90 мг/кг массы тела на фоне сочетанной интоксикации поросят диоксином и Т-2 токсином в дозах соответственно 15 мкг/кг массы тела и 200 мкг/кг корма предупреждает падеж, способствует нормализации клинического статуса, гомеостатических систем организма и коррекции нарушенной функциональной способности органов, оказывая благоприятное воздействие на морфологические и биохимические показатели крови, процессы свободнорадикального окисления, коррегирующее действие на клеточный и гуморальный звенья иммунной системы, предотвращая развитие патологических изменений в органах.

9. Диоксин при длительном поступлении в организм белых крыс вызывает глубокие нарушения воспроизводительной функции, сопровождающиеся выраженным эмбриотоксическим, тератогенным, гонадотоксическим действием.

4 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. В качестве средств профилактики и превентивного лечения диоксин-и Т-2 токсикозов рекомендуется совместное применение цеолита на уровне 2% от сухого вещества рациона и димефосфона в дозе 90 мг/кг массы тела.

2. Результаты исследований использованы при разработке методического пособия «Подготовка образцов для трансмиссионной электронной микроскопии, применяемой при токсикологических исследованиях: компьютеризация расчетов» (утв. Отделением ветеринарной медицины Россельхозакадемии 01.11.2012 г.) и «Инструкции по применению лекарственных средств для лечения и профилактики сочетанных токсикозов животных, вызванных диоксином и Т-2 токсином» (утв. ГУВ КМ РТ 25.10.2012 г.).

5 СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Идиятов, И.И. Оценка воздействия диоксина на факторы неспецифической резистентности организма / И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, К.Х. Папуниди, А. В. Иванов // Научные основы производства и обеспечения качества биологических препаратов для АПК: Материалы международной научно-практической конференции. - Щелково, 2012. - С. 543-548.

2. Папуниди, К.Х. Клинико-гематологические показатели поросят при хроническом отравлении диоксином / К.Х. Папуниди, И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, И.Ф. Вафин // Ветеринарный врач. - 2012. - № 5. - С. 48-52.

3. Губеева, Е.Г. Патоморфологические изменения тканей и клеток органов поросят при хроническом отравлении диоксином / Е.Г. Губеева, И.Р. Кадиков, И.И. Идиятов, К.А. Осянин // Биотехнологии в решении экологических проблем природы, общества и человека в Евразии: взгляд молодых ученых и специалистов: Материалы международной научно-

практической конференции молодых ученых и специалистов. - Казань,

2013. -С. 137-139.

4. Губеева, Е.Г. Оценка эмбриотоксичности и тератогенности 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксина / Е.Г. Губеева, И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, И.Ф. Вафин // Биотехнологии в решении экологических проблем природы, общества и человека в Евразии: взгляд молодых ученых и специалистов: Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - Казань, 2013. - С. 17-19.

5. Идиятов, И.И. Клинико - гематологические показатели поросят при сочетанном отравлении диоксином и Т-2 токсином / И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, И.Ф. Вафин, Э.И. Семенов // Актуальные вопросы ветеринарной фармакологии, токсикологии и фармации: Материалы IV съезда ветеринарных фармакологов и токсикологов России. - Москва, 2013. -С. 286-288.

6. Идиятов, И.И. Коррекция процесса свободнорадикального окисления липидов при сочетанном отравлении поросят диоксином и Т-2 токсином / И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, И.Ф. Вафин // Наука и устойчивое развитие: Материалы VII всероссийской конференции молодых ученых. - Нальчик: Издательство «Принт - Центр», 2013. - С. 57-59.

7. Идиятов, И.И. Коррекция гомеостатических систем организма на фоне сочетанного воздействия суперэкотоксикантов / И.И. Идиятов, A.A. Иванов, К.Х. Папуниди // Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы VII Московского международного конгресса 19-22 марта 2013 г. - М.: ЗАО «Экспо - биохим - технологии, РХТУ им. Д.И. Менделеева», 2013. - Ч. I. - С. 455-456.

8. Идиятов, И.И. Оценка биохимических показателей сыворотки крови на фоне воздействия диоксина как индикатор биологического действия на организм / И.И. Идиятов, A.A. Иванов, И.Р. Кадиков, В.Р. Сайтов //Ветеринарный врач. - 2013. -№1. - С. 51-54.

9. Кадиков, И.Р. Сочетанное воздействие диоксина и Т-2 токсина на иммунобиологическую реактивность организма поросят и ее коррекция / И.Р. Кадиков, И.И. Идиятов, М.Я. Тремасов // Актуальные вопросы ветеринарной фармакологии, токсикологии и фармации: Материалы IV съезда ветеринарных фармакологов и токсикологов России. - Москва, 2013.-С. 295-297.

10. Папуниди, К.Х. Показатели перекисного окисления липидов при сочетанной интоксикации поросят диоксином и Т-2 токсином и применение средств терапии // К.Х. Папуниди, A.A. Иванов, И.И. Идиятов // Актуальные вопросы ветеринарной фармакологии, токсикологии и фармации: Материалы IV съезда ветеринарных фармакологов и токсикологов России. - Москва, 2013.-С. 455-457.

11. Папуниди, К.Х. Хроническое отравление поросят малыми дозами диоксина / К.Х. Папуниди, A.A. Иванов, И.И. Идиятов, И.Р. Кадиков, И.Ф. Вафин // Ветеринария. - 2013. - №3. - С. 50-55.

Отпечатано в ООО «Печатный двор», г. Казань, ул. Журналистов, 2А, оф.022

Тел: 295-30-36, 564-77-41, 564-77-51. Лицензия ПД№7-0215 от 01.11.2001 г. Выдана Поволжским межрегиональным территориальным управлением МПТР РФ. Подписано в печать 17.07.2013 г. Печ.л. 1,0 Заказ А'« К-7281. Тираж 100 экз. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать -ризография.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Идиятов, Ильгиз Ильясович, Казань

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ТОКСИКОГОЛОГИЧЕСКОЙ, РАДИАЦИОННОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

СОЧЕТАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ МАЛЫХ ДОЗ ДИОКСИНА И Т-2 ТОКСИНА НА ОРГАНИЗМ ПОРОСЯТ

И ПУТИ КОРРЕКЦИИ

06.02.03 - ветеринарная фармакология с токсикологией 06.02.02 - ветеринарная микробиология, вирусология, эпизоотология, микология с микотоксикологией и иммунология

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители:

Доктор ветеринарных наук, профессор К.Х. Папуниди

Доктор биологических наук A.A. Иванов

На правах оукописи

04201 361 567

ИДИЯТОВ ИЛЬГИЗ ильясович

Казань - 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

2.1 Общая характеристика и биологическое действие диоксинов 9

2.2 Общая характеристика и биологическое действие Т-2 токсина 28

2.3 Лечение отравлений, вызванных диоксинами и Т-2 токсином 34

3 СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 37

3.1 Материалы и методы исследований 37

3.2 Результаты исследований 42 3.2.1 Изучение общетоксического действия малых доз диоксина,

Т-2 токсина, их сочетаний при длительном поступлении

в организм поросят и применении лекарственных средств 42

3.2.1.1 Изучение действия малых доз диоксина на организм поросят 42

3.2.1.1.1 Клинические и гематологические показатели 42

3.2.1.1.2 Биохимические показатели сыворотки крови 48

3.2.1.1.3 Иммунологическая реактивность организма 53

3.2.1.1.4 Патологоанатомические и гистологические изменения в органах 55

3.2.1.1.5 Электронно-микроскопическое исследование клеток органов 64

3.2.1.2 Токсическое действие Т-2 токсина на организм поросят 70

3.2.1.2.1 Характер клинико-гематологических показателей 70

3.2.1.2.2 Биохимические показатели сыворотки крови 72

3.2.1.2.3 Влияние на иммунологическую реактивность организма 74

3.2.1.2.4 Патологоанатомические и гистологические изменения в органах 76

3.2.1.2.5 Электронно-микроскопическое исследование 78 3.2.1.3 Изучение сочетанного воздействия малых доз

диоксина и Т-2 токсина на организм поросят

и применении терапевтических средств 81

3.2.1.3.1 Клинико-гематологические исследования 81

3.2.1.3.2 Биохимические показатели сыворотки крови 88

3.2.1.3.3 Влияние сочетанной интоксикации на иммунологическую реактивность организма 93

3.2.1.3.4 Патологоанатомические и гистологические изменения в органах 95

3.2.1.3.5 Электронно - микроскопическое исследование клеток органов 104 3.2.2 Влияние диоксина на репродуктивную функцию белых крыс 108

3.2.2.1 Эмбриотоксическое действие диоксина 108

3.2.2.2 Мутагенное действие диоксина 115

3.2.2.3 Оценка гонадотропной активности малой дозы диоксина 119

3.2.2.4 Изучение отдаленных последствий воздействия диоксина 122

4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 125

5 ВЫВОДЫ 137

6 ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 140

7 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 141

8 ПРИЛОЖЕНИЕ 167

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. АЛТ - аланинаминотрансфераза

2. АСТ - аспартатаминотрансфераза

3. ГЗТ - гиперчувствительность замедленного типа

4. грЭПР - гранулярный эндоплазматический ретикулум

5. ДЛМ - доминантные летальные мутации

6. ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

7. МДА - малоновый диальдегид

8. МДУ - максимально допустимый уровень

9. ПДК - предельно допустимая концентрация

10. ПОЛ - перекисное окисление липидов

11. ПХБ - полихлорированные бифенилы

12. ПХДФ - полихлорированные дибензофураны

13. ПХДД - полихлорированные дибензодиоксины

14. 2,3,7,8 - ТХДД - 2,3,7,8 - тетрахлордибензо-пара- диоксин

15. ЩФ - щелочная фосфатаза

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность темы. Современная экологическая обстановка не исключает вероятности одновременного загрязнения биосферы соединением техногенного происхождения - диоксином и микотоксинами, в частности Т-2 токсином. Данные вещества считаются суперэкотоксикантами и не имеют себе равных по глобальности экологических последствий, опасности для здоровья человека и животных. Они чрезвычайно токсичны, высоко устойчивы и широко распространены в окружающей среде (Желтов В.А., 2008; Смирнов A.M. и соавт., 2009; Дорожкин В.И. и соавт., 2010). Контаминация ими кормов, сельскохозяйственной продукции и продуктов питания возможна на любом этапе производства. Оба токсиканта в минимальных концентрациях вызывают снижение продуктивности, развитие оксидантного стресса, нарушения в системе крови, обменных процессах, приводят к понижению резистентности и угнетению иммунологической реактивности организма, создают условия для возникновения аутоиммунных и инфекционных заболеваний (Тремасов М.Я. и соавт., 2005; Папуниди К.Х. и соавт., 2010; Иванов A.B. и соавт., 2012; Фисинин В.И., Сурай П., 2012). За последние годы в мировой практике наблюдались массовые случаи интоксикаций людей и животных данными ксенобиотиками вследствие употребления загрязненных ими кормов и продуктов питания. Проблема диоксинов и микотоксинов находится под пристальным вниманием Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), программ ООН по продовольственной и сельскохозяйственной безопасности (ФАО), окружающей среде (10НЕП), Международного агентства по исследованию рака (МАИР) и др. (Даминов P.P., 2003). Множественность клеточных мишеней для диоксина и Т-2 токсина определяет широкий спектр токсических эффектов. В их числе - гепатотоксичность, иммунотоксичность, мембранотоксичность, нейротоксичность, эндокринотоксичность, дерматотоксичность, метаболические дефекты, связанные с модуляцией активности ферментных систем. По результатам многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых

данные соединения обладают эмбриотоксическими, тератогенными, канцерогенными и мутагенными свойствами. Характер индивидуального биологического действия диоксина и Т-2 токсина разносторонне изучен, подобраны средства терапии и профилактики, однако сведений о сочетанном токсикозе крайне мало. Между тем, они вполне возможны по причине близости расположения сельскохозяйственных угодий и источников выброса диоксинов.

На основании выше изложенного, изучение сочетанного воздействия диоксина и Т-2 токсина на организм животных, разработка средств терапии и профилактики интоксикаций является актуальной задачей ветеринарной медицины и имеет большое практическое значение.

1.2 Цель н задачи исследования. Целью работы явилось изучение в динамике длительного влияния диоксина, Т-2 токсина и их сочетанного воздействия на морфофункциональные показатели организма и продуктивные качества поросят, а также выяснение действия пороговой дозы диоксина на воспроизводительную функцию белых крыс.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить симптоматику и характер гематологических изменений при раздельном и сочетанном воздействии диоксина и Т-2 токсина на организм поросят.

2. Установить характер изменения биохимических и иммунологических показателей крови поросят при отравлении их диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

3. Изучить патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях при отравлении поросят диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

4. Изучить эффективность применения цеолита и димефосфона при отравлении поросят диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

5. Оценить характер воздействия диоксина на воспроизводительную способность белых крыс.

1.3 Научная новизна работы. Впервые изучен механизм и особенности сочетанного воздействия диоксина и Т-2 токсина на клинические, гематологические, биохимические, иммунологические показатели поросят, установлены патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях. Выявлено взаимоусиливающее действие токсикантов. Экспериментально обоснована эффективность цеолита Майнского месторождения Ульяновской области и димефосфона при длительном сочетанном отравлении поросят диоксином и Т-2 токсином. Подтверждены эмбриотоксическое, тератогенное и гонадотоксическое действия диоксина, выявлено его воздействие на воспроизводительную функцию белых крыс и их потомство.

1.4 Практическая ценность работы. Выявленные положительные изменения клинических, гематологических, биохимических, иммунологических показателей, патологоанатомические и электронно-микроскопические изменения, происходящие на фоне применения цеолита и димефосфона при сочетанном воздействии на организм животных диоксина и Т-2 токсина, позволяют рекомендовать вышеуказанные препараты с лечебной целью при отравлении изучаемыми токсикантами.

Результаты исследований вошли в «Инструкцию по применению лекарственных средств для лечения и профилактики сочетанных токсикозов животных, вызванных диоксином и Т-2 токсином» (утв. ГУВ КМ РТ 25.10.2012 г.) и методическое пособие «Подготовка образцов для трансмиссионной электронной микроскопии, применяемой при токсикологических исследованиях: компьютеризация расчетов» (утв. Отделением ветеринарной медицины Росссльхозакадемии 01.11.2012 г.).

1.5 Апробация материалов диссертации. Основные материалы диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных сессиях ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» по итогам НИР (Казань, 2011-2013), всероссийских и международных научно-практических конференциях (Санкт - Петербург, 2011; Краснодар, 2012; Нальчик, 2012; Щелково, 2012; Казань, 2013; Москва, 2013).

1.6 Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

1.7 Основные положения, выносимые на защиту:

- Симптоматика, морфологические, биохимические, иммунологические показатели крови, патоморфологические и электронно-микроскопические изменения в органах и тканях поросят при длительной интоксикации диоксином в отдельности и в сочетании с Т-2 токсином.

- Лечебная эффективность цеолита и димефосфона при длительном сочетанном отравлении поросят диоксином и Т-2 токсином.

- Воспроизводительная способность белых крыс на фоне воздействия диоксина.

1.8 Объем и структура работы. Диссертация изложена на 172 страницах компьютерного текста и состоит из общей характеристики работы, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, практических предложений, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 43 рисунками и содержит 22 таблицы. Список литературы включает 235 литературных источников, в том числе 82 зарубежных авторов.

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2.1 Общая характеристика и биологическое действие диоксинов

Диоксины и диоксиноподобные соединения представляют несравнимо высокую опасность живым организмам и угрозу глобального загрязнения биосферы, в силу уникальных свойств их обоснованно признают тотальными ядами (Ашпина О., 2005; Иванов A.B. и соавт., 2006; Доника А.Д., Ильин В.Я., 2009; Галкин A.B., 2011; Какарека C.B. и соавт., 2012). По заключению экспертов международного агентства по изучению рака (МАИР), диоксины отнесены к первой группе наиболее существенных и опасных канцерогенов окружающей среды. Являясь неизбежными побочными продуктами некоторых производств, они обнаруживаются повсеместно, где ведется хозяйственная деятельность человека - в мегаполисах, малых городах, сельскохозяйственных районах (ВОЗ, 1993; Федоров Л.А., 1993; Гуньков C.B. и соавт., 2009; Папуниди К.Х. и соавт., 2010). Угроза со стороны диоксинов обусловлена их высокой устойчивостью в окружающей среде, материальной и функциональной кумуляцией, широким диапазоном токсического действия, отдаленными последствиями, представляющими опасность для настоящих и последующих поколений (Бритвин A.A., 2000; Майстренко В.Н. и соавт., 1996; Иванов A.B. и соавт., 2006; Желтов В.А. и соавт., 2008; Агапкина Г.И. и соавт., 2010; Schecter A. et al., 1995).

Термин «диоксины» применяется относительно двух больших групп химических веществ схожей структуры - полихлорироваиных дибензо-пара-диоксинов (ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ). С меленой группой токсикантов являются полихлорированные бифенилы - ПХБ (Петросян B.C., 2000; Иванов A.B., Тремасов М.Я., 2009). Наряду с хлорированными существуют бромированные и смешанные хлор- и бромзамещенные изомеры. Последние являются продуктами термических превращений бромсодержащих веществ, вводимых в пластмассы для повышения огнестойкости (Воробьева Л.Б., Степанова С.А., 2006). Они встречаются реже и менее изучены в токсикологическом плане, хотя для некоторых из них данные по токсичности имеют столь же высокие значения, что и для хлорированных производных.

В зависимости от количества и положения атомов хлора в молекулярной структуре, возможно образование 75 изомеров диоксинов, 135 фуранов и 209 бифенилов (Желгов В.А. и соавт., 2008). Общее количество диоксиноподобных токсикантов значительно больше с учетом других полигалогенированных производных, включая соединения смешанного типа, полихлорнафталины, полигалогенксантены, полигалогенксантоны, полигалоген-бифенилены (Комаров A.A., 2003). Перечисленные вещества относят к классу ароматических углеводородов и классифицируют как стойкие органические загрязнители. Они сопутствуют друг другу и имеют схожий механизм токсического действия на организм (Галкин A.B., 2011; Ао К. ct. al., 2009). По опасности диоксины причисляют к I классу (чрезвычайно токсичные вещества), в токсикологическом отношении это гормоноподобные полифункциональные, диерегуляторные и дезадаптогенные суперэкотоксиканты -псевдоэстрогены (Позняков С.П. и соавт., 2003; Румак B.C., 1998). Гигиеническому нормированию подлежат наиболее опасные соединения, таких изомеров насчитывают семь из ПХДД и десять из ПХДФ. Токсичность смесей диоксинов оценивается по системе, в которой каждому отдельному изомеру соответствует коэффициент токсичности относительно 2,3,7,8-тетрахлордибензо-пара-диоксина (2,3,7,8-ТХДД), и выражающийся в эквивалентном количестве этого соединения («диоксиновый эквивалент», TEQ). Последовательность изменения токсичности диоксинов и диоксиноподобных соединений следующая: дибензо-п-диоксины > дибензофураны » бифенилы > нафталины.

Диоксины химически инертны, устойчивы к действию кислот, щелочей, окислителей, высокой температуры (эффективное разложение их происходит в температурном диапазоне 1200-1400°С). Характеризуются липофильностыо и хорошей растворимостью в органических растворителях (растворимость 2,3,7,8-ТХДД в орто-дихлорбензоле - 1400 мг/кг, бензоле - 570, ацетоне - 110, хлороформе - 370, н-октаноле - 50, метаноле - 10 мг/кг) и практически не

О /л

растворимы в воде - 10" -10" мг/л (Баженова Л.Н., 2007). Диоксинам присущи реакции гидролиза в сильнощелочных спиртовых растворителях при нагревании,

нитрования, хлорирования, бромирования, нуклеофильного замещения. Они обладают высокой адгезионной способностью, что определяет формирование комплексов их с органическими веществами и миграции в таком виде в объекты биосферы (Jackson D.R. et al., 1986; Walters R.W., Tarleton A.L., 1989).

Диоксины - соединения техногенного происхождения и целыо ни одного из существующих ныне производств не являются. Их появление в биосфере обусловлено производством, использованием и утилизацией хлорорганических соединений. Ведущее место в этом отводят металлургии, теплоэнергетике, производству строительных материалов, химической, нефтеперерабатывающей, электрокабельной, целлюлозно-бумажной, текстильной отраслям промышленности (Папуниди К.Х. и соавт., 2010). Поступление диоксинов в окружающую среду, контакт с ними человека возможен и в результате использования продукции, изготовленной из диоксинсодержащего сырья. Учитывая эти обстоятельства, разработан перечень веществ, при производстве которых могут образовываться диоксины. Он включает 84 органических соединения и 33 биоцидных вещества, а также различные препараты па их основе (Воробьева Л.Б., Степанова С.А., 2006). Диоксиногенными являются технологии производства фенолов, фунгицидов, гербицидов, антисептиков, инсектицидов, дезинфицирующих средств, клеев, лакокрасочных материалов, винилхлорида, гексахлорбензола, гексахлорофена и т.д. Диоксины образуются при сжигании муниципальных, медицинских и токсичных отходов, остатков сточных вод, при работе двигателей автомобилей. Их обнаруживают при хлорировании питьевой воды, содержащей фенолы и лигнины, возгорании и поломке электрического оборудования (трансформаторов, конденсаторов), работе домашних печей, использующих древесину, пропитанную хлорорганическими консервантами, обработке сельскохозяйственных угодий гербицидами, содержащими диоксин, или способными превращаться в таковые (Новиков В.А., Тремасов М.Я., 2004; Иванов A.B., 2011; Трегер Ю.А., 2011). Диоксины поступают в окружающую среду в виде микропримесей, потому их негативное воздействие на фоне других техногенных загрязнителей долгое время оставалось незамеченным (Иванов A.B.

и соавт., 2006; Желтов В.А. и соавт., 2008). Аварии на промышленных объектах (Германия, 1953, ПО «БАСФ»; США, «Монсанто», 1949; Франция, «Рон Пуленк», 1953, 1966; Италия, ИСМ, Саронно, 1959, г. Севезо, «ИКМЕСА», 1978; Нидерланды, «Ф�