Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Содержание рубидия и теллура в почве, кормах и органах крупного рогатого скота разного возраста в условиях лесостепной зоны Омской области

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Содержание рубидия и теллура в почве, кормах и органах крупного рогатого скота разного возраста в условиях лесостепной зоны Омской области"

Направахрукописи

Пономарева Наталья Александровна

СОДЕРЖАНИЕ РУБИДИЯ И ТЕЛЛУРА В ПОЧВЕ, КОРМАХ И ОРГАНАХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА РАЗНОГО ВОЗРАСТА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

03.00.13 - физиология 03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Омск-2005

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный аграрный университет»

Научные руководители:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор биологических наук, Анатолий Яковлевич Рябиков

профессор

кандидат биологических наук, Ирина Петровна Степанова доцент

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, Александр Георгиевич Патюков

профессор

доктор медицинских наук, Валерий Евгеньевич Высокогорский

профессор

Ведущая организация: ФГОУ В110 «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится « ^ » марта 2005 г. в ^^ часов на заседании диссертационного совета КР 220. 050.01 при ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет». Адрес: 644007, г. Омск. ул. Октябрьская, 92.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУВПО «Омский государственный аграрныйуниверситет»

Автореферат разослан февраля 2005 г,

Ученый секретарь диссертационного совета канд биологических наук, доцент

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Изучение роли минеральных веществ в обменных процессах для повышения продуктивности животноводства, профилактики и коррекции возможных патологических состояний, вызванных недостаточным или избыточным поступлением микроэлементов в организм, является одной из актуальных проблем физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных [Б.В. Уша с соавт., 2003].

Учеными Западной Сибири определено содержание многих биологически важных элементов в почве [Н. К. Коровин, 1970; Ю.А. Калинин, Н.А Росляков, 1999; В.М. Красницкий, 2001], кормовых культурах [В.Б. Ильин, 2001] и на основании этих данных рассчитаны коэффициенты их биологического поглощения (КБП). В последнее время особое внимание уделяется таким элементам как рубидий и теллур, которые согласно данным Д. Эмсли (1993), ЮА Ершова (2000), постоянно присутствуют в растениях и организме животных. При этом, рубидий, являясь по физико-химическим характеристикам аналогом калия, рассматривается как его синергист, способный активизировать, в частности, такие калийзависимые ферменты как пируваткиназу, альдегиддегидрогеназу и др. Теллур, по физико-химическим характеристикам идентичен селену и сере, поэтому может замещать эти микроэлементы в активных центрах ферментов. Однако, и рубидий, и теллур, в высоких концентрациях способны оказывать токсическое действие на организм [Г.И. Сидоренко с соавт., 1999].

В то же время в литературе имеются лишь единичные сообщения о концентрации в почве и кормах этих элементов [К.Н.Тереверко, 1991]. Отсутствуют сведения о КБП рубидия и теллура в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года. Не изучены вопросы о содержании рубидия и теллура в органах и тканях сельскохозяйственных животных, в частности у крупного рогатого скота (КРС), не установлены закономерности изменения концентраций этих микроэлементов в постнатальном онтогенезе. Не определены особенности распределения рубидия и теллура в растительном и животном организме в зависимости от их положения в периодической системе Д.И. Менделеева.

Цель исследования

Изучение закономерностей поведения рубидия и теллура в системе почва -растение - животный организм для профилактики заболеваний сельскохозяйственных животных, связанных с избытком или недостатком этих микроэлементов.

Задачи исследований:

1. Изучить содержание рубидия и теллура в почве и растительных кормах в различные по метеорологическим условиям годы и на основании этих данных рассчитать КБП этих микроэлементов растениями некоторых кормов.

2. Определить концентрацию рубидия и теллура в органах, тканях и биологических жидкостях у клинически здорового крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе.

3. Изучить влияние токсической дозы теллура на биохимические показатели крови, патологоанатомические и гистологические изменения органов кроликов в эксперименте.

Научная новизна

Впервые определено содержание подвижных форм рубидия и теллура в пахотном слое лугово-черноземной почвы и чернозема обыкновенного, а также в некоторых кормах сельскохозяйственных животных лесостепи Омской области. Показана зависимость уровня накопления микроэлементов в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года.

Рассчитаны значения КБП рубидия и теллура у свеклы, гороха, овса, ячменя (с учетом частей растения), сена злакового и злаково-бобового, и установлена закономерность изменений коэффициента в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года.

Впервые определено содержание рубидия и теллура в печени, почках, селезенке, легких, скелетной и сердечной мышцах, крови и моче крупного рогатого скота; установлены возрастные закономерности изменения концентраций этих микроэлементов с учетом ландшафтно-геохимических условий среды обитания животных.

Биохимическими, патологоанатомическими и гистологическими исследованиями доказано, что введение в организм токсических доз теллура сопровождается активацией процессов пероксидного окисления липидов (ПОЛ) и системы антиоксидантной защиты (АОС), вызывает сдвиги в белковом, азотистом и минеральном обменах и приводит к нарушению функции печени и почек.

Практическая значимость

Сведения о содержании рубидия и теллура в почве, кормах и значения их КБП, а также возможности накопления данных микроэлементов в некоторых органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота следует учитывать при составлении рационов кормления животных.

Данные эксперимента о воздействии высоких доз теллура на живой организм показывают необходимость ежегодного контроля за концентрацией микроэлемента в почве и растительных кормах.

Результаты исследований используются в лекционных курсах по биохимии и физиологии животных ФГОУ ВПО ОмГАУ и отражены в учебном пособии «Биохимия печени и почек», рекомендованным Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области зоотехнии и ветеринарии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Рубидий и теллур относятся к элементам с низким биологическим поглощением.

2. Содержание рубидия и теллура в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота изменяется в зависимости от возраста животных.

3. Высокие дозы теллура при воздействии на животный организм приводят к изменению свободнорадикального статуса, вызывают сдвиги в белковом, азотистом и минеральном обмене.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на 4 съезде физиологов Сибири (2002), научно-практической конференции, посвященной 40-летию Алтайского государственного аграрного университета (2002), и конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Омского государственного аграрного университета (2001,2002,2003,2004).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Объем и структура диссертации

Диссертация изложена на 135 страницах компьютерного текста, содержит 34 таблицы, 11 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, изложения материалов и методов исследования, трех глав собственных исследований, обсуждения результатов, выводов. Библиографический список включает 154 источника, из них 50 иностранных.

Материалы и методы исследований

Диссертационная работа является самостоятельным разделом научных исследований по темам кафедр нормальной и патологической физиологии «Видовая и возрастная характеристика физиологических функций и нейрогумо-ральной регуляции висцеральных систем животных и птиц» (№ Гос. регистрации 01.200.103074) и химии «Изучение биохимических механизмов развития и разработка методов диагностики и способов коррекции токсикозов у животных в условиях экосистемы Омской области» (№ Гос. регистрации 01.200.202505), входящих в научно-исследовательскую программу ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет».

Исследования проведены в ряде хозяйств лесоспепной зоны Омской области.

Проанализированы (рис.1) образцы пахотных слоев лугово-черноземной почвы и чернозема обыкновенного (п=60), а также растительных кормов крупного рогатого скота (по П=10): ячменя, овса гороха, свеклы среднесахарной, силоса кукурузного, силоса подсолнечника, сена злакового и злаково-бобового.

Лугово-черноземная почва южной подзоны лесостепи маломощная малогумусовая, тяжелосуглинистая. Содержание гумуса - 3,3% . Глубина залегания грунтовых вод - от 3 до 3,5 м, рН почвенного раствора - 6,7^7,0.

Чернозем обыкновенный среднемощный, среднегумусовый, тяжелосуглинистый. Содержание гумуса - 7,5% . Глубина залегания грунтовых вод - от 3 до 3,5 м, рН почвенного раствора -

Сено сеяное злаковое было представлено кострецом безостым. Сено естественных кормовых угодий злаково-бобовое представлено кострецом безостым, пыреем ползучим, тимофеевкой луговой, полевицей белой, викой, люцерной. Большинство образцов сена злакового естественных сенокосов состояло из тимофеевки лутвой, пырея ползучего и лисохвоста лугового.

Исследования проведены в разные по метеорологическим условиям годы. В 1-й год (1990) сумма осадков за вегетационный период соответствовала сред-немноголетним значениям, во 2-й год (1992) сумма осадков превысила средне-многолетние значения на 28%, а в 3-й год (1991) недобор осадков составил 32%, согласно сведениям Омского управления гидрометеослужбы (1998).

По данным о содержании рубидия и теллура в почве и растениях некоторых кормов рассчитывался КБИ микроэлементов. Он представляет собой отношение концентрации определенного химического элемента в золе растений к содержанию этого же элемента в питающей среде.

Были исследованы образцы органов, тканей (печень, почки, легкие, селезенка, сердечная и скелетные мышцы) и биологические жидкости (кровь, моча) телок красной степной породы в возрасте 3,6 и 24 месяцев (по П=9), эксплуатирующихся в южной лесостепи (промышленный убой).

Отбор проб кормов, органов, тканей и биологических жидкостей осуществлялся по общепринятой методике [П.Т. Лебедев, А.Т. Усович, 1976].

Содержание рубидия и теллура определялось методом атомно-эмиссионной спектроскопии с помощью фотометра фирмы «Цейс», модель III [По А.Т. Усовичу в модификации К.П. Тереверко, 1989].

Рис.1 Схема исследований

Научный эксперимент по изучению воздействия высоких концентраций теллура на живой организм проведен на кроликах породы советская шиншилла в возрасте 6 месяцев массой 3,5^3,8 кг в 2003 г. Кролики содержались в стандартных условиях вивария на рационе, соответствующем возрасту (овес - 60 г, отруби пшеничные - 25 г, жмых подсолнечника - 40 г, сено кострецовое - 90 г, корнеплоды - 270 г) [А.П. Калашников, 1994]. Животным 1-й группы (п=5) ежедневно перорально во время утреннего кормления вводилась токсическая доза теллура 'А 1Л)$о (150 мг на кг рациона) в виде оксида теллура (IV), согласно

рекомендациям К.Н. Тереверко (1991). Контролем (n=5) служила 2-я группа кроликов, получавшая тем же путем вместо диоксида теллура воду.

Влияние теллура изучалось в суточной динамике, для чего кровь животных двух групп исследовалась через 7, 14 и 21 суток после введения токсического агента, согласно рекомендациям А.О. Войнера (1960). Кровь для исследования бралась из краевой вены уха кролика утром до кормления. Содержание общего белка, мочевины, креатинина, билирубина сыворотки крови, активность ферментов аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ) сыворотки крови определялось с помощью биохимического анализатора «Хумолайзер» (Германия). Концентрация белковых фракций сыворотки крови исследовалась турбидиметрическим методом [B.C. Камышников, 2003], значения тимоловой пробы определялись по Хуэрго и Поппсру [B.C. Камышников, 2003] содержание ионов натрия и калия плазмы крови - с помощью ионоселек-тивого анализатора крови на натрий и калий ЭЦ-59 (г. Уфа).

Состояние свободнорадикальных процессов и антиоксидантной защиты изучалось методом пероксид железозависимой хемилюминесценции с помощью биохемилюминометра БХЛ-06М [Ю.А. Владимиров, 1998]. Интенсивность пе-роксидации липидов оценивалась свстосуммой вспышки хемилюминесценции сыворотки крови за 30 с (ед./30с), а антиоксидантная активность - относительными единицами тангенса угла наклона кинетической кривой хемилюминес-ценции (отн. ед.).

Также проводилось патологоанатомичсское и гистологическое исследование печени, почек, желудка, двенадцатиперстной кишки, селезенки, сердечной мышцы, которые были выполнены совместно с канд. вет. наук, доцентом кафедры патологической анатомии и судебной ветеринарии ИВМ ОмГАУ В. А. Сервулей.

Статистическая обработка результатов осуществлялась с помощью критериев Стьюдента и Фишера.

Результаты исследований

Изучение уровня накопления рубидия и теллура в пахотном слое чернозема обыкновенного и в некоторых кормах показало, что он или практически не изменяется, или достоверно ниже, чем в лугово-черноземной почве и соответствующих кормах. Однако зависимость содержания этих микроэлементов от вида растений и метеорологических условий года сохраняется. В связи с этим, в таблице 1 и 2 приводятся данные только по одному типу почвы.

Исследование выявило, что концентрация подвижных форм рубидия в пахотном слое лугово-черноземной почвы Омской области колеблется в диапазоне 68-78 мг/кг (табл.1), что соответствует среднестатистическому значению по России [В.В. Добровольский, 2003].

Таблица 1

Содержание рубидия в почве, кормах и коэффициент его биологиче-___ского поглощения (X ±Я<1)__-

Почва и корма сельскохозяйственных животных, п=10 Метеорологические условия года

Год пониженной влажное™ Год умеренной влажности (контроль) Год повышенной влажности

мг/ кг сухого вещества КБП мг/ кг сухого вещества КБП мг/ кг сухого вещества КБП

Почва 68,32±4,04 - 71,16±4,03 - 74,44±3,97 -

Ячмень Зерно 4,44±0,51 0,07±0,01 4,62±0,50 0,06±0,01 8,274:0,42 *** 0,11±0,004

Солома 4,82±0,45 0,07±0.01 5,12±0,46 0,07±0,01 8,67±0,41 *»* 0,12±0,01 **«

Овес Зерно 3,04±0,55 0,04±0.01 6,63±0,54 0,09±0,01 11,07±0,52 «*» 0,15±0.01 ***

Солома 4,62±0,51 **« 0,07±0,01 *** 7,03±0,54 0,10±0,01 13,88±0,76 **• 0,19±0,01

[ Горох Зерно 6,47±0,52 *** 0,09±0,01 «** 11,46±0,54 0,16±0,01 14,25±0,84 *** 0,19±0,01 ***

Солома 7,67±0,5б *** 0,11±0,01 **« 11,45±0,55 0,16±0,01 15,04±0,55 0,20±0,01 ***

Сено злаковое 5,84±0,38 *** 0,09±0,01 *** 11,87±0,77 0,17±0,01 12,67±0,77 0,17±0,01

Сено костре-цовое 5,14±0,47 *** 0,08±0,01 *** 6,84±0,54 0,10±0,01 7,03*0,56 0,09±0,01

Сенозлаково-бобовое 2,67±0,41 *** 0,04±0,01 *** 5,13±0,47 0,07±0,01 5,93±0,46 0,08±0,01 *»

Свекла (корнеплоды) 9,67±0,41 »»* 0,14±0,01 «** 12,88±0,76 0,18±0,01 17,39±0,71 *** 0,23±0,01 »»»

Силос подсолнечника 11,95±0,48 *»* - 14,88±0,49 - 16,05±0,56 *»* *

Силос кукурузный 5,89±0,85 *»♦ - 7,07±0,48 - 8,67±0,48 -

Примечание -здесь и далее **, *** - достоверность различий по сравнению с контролем (соответственно р<0,01; р<0,001).

При изучении содержания рубидия в почве и кормах установлена зависимость накопления этого микроэлемента от метеорологических условий, а именно, повышение влажности способствует увеличению концентрации рубидия в изучаемых объектах. Необходимо отметить, что наибольшей кумулятивностью этого тяжелого металла обладают силос подсолнечника, горох и сено злаковое, наименьшей - ячмень и сено злаково-бобовое.

В целом, при анализе значения содержания рубидия выявлено, что оно уменьшается в ряду: силос подсолнечника > свекла > сено злаковое > горох

(зерно) > силос кукурузный > овес (солома) > горох (солома) > сено кострецо-вое > овес (зерно) > сено злаково-бобовое > ячмень (солома) > ячмень (зерно).

Характер зависимости КБП рубидия от вида и части растения и метеорологических условий года аналогичен изменению его содержания в кормах.

При исследовании выявлено, что концентрация подвижных форм теллура в пахотном слое лугово-черноземной почвы южной лесостепной подзоны области колеблется в диапазоне 0,77-1,34 мг/кг (табл. 2), что соответствует среднестатистическому значению по России [Ю.А. Ершов, 2000; В.А. Петрухин, 1982].

Таблица 2

Содержание теллура в почве, кормах и коэффициент его биологиче-

ского поглощения (х ±Бф

Почва и корма сельскохозяйственных животных, п=10 Метеорологические условия года

Год пониженной влажности Год умеренной влажности (контроль) Год повышенной влажности

мг/ кг сухого вещества КБИ мг/ кг сухого вещества КБП мг/ кг сухого вещества КБП

Почва 0,86± 0,09 1,15± 0,30 - 1,24±0,10 -

Ячмень Зерно 0,040±0,002 **♦ 0,05±0,01 *** 0,081±0,005 0,0710,002 0,090*0,002 • 0,07±0,01 *

Солома 0,040±0,007 **» 0,05±0,002 0,090±0,007 0,08±0,011 0,100±0,01 0,08±0,01

Овес Зерно 0,03()АО,002 »** 0.04±0,002 *** 0,050±0,003 0,04±0,004 0,060±0,007 0,05±0,01 *«*

Солома 0,036±0,002 *** 0,04±0,003 *»♦ 0,060±0,007 0,05±0,01 0,070±0,007 ** 0,06±0,01 *»

Горох Зерно 0,030±0,002 *« 0,04±0,002 *» 0,050±0,007 0,04±0,01 0,060±0,007 *** 0,05±0,01

Солома 0,03 8±0,002 0,04±0,002 ** 0,060±0,007 0,05±0,01 0,064±0,007 0,05±0,01

Сено злаковое 0,035±0,002 0,04±0,002 0,059±0,007 0,05±0,01 0,070±,007 ** 0,06±0,006 **

Сено костре-цовое 0,035±0,002 *** 0,04±0,002 «»» 0070±0,007 0,06±0,0) 0,090±0,007 *** 0,07±0,007 ***

Сено злаково-бобовое 0,031±0,004 ** 0,04±0,002 *» 0,040±0,002 0,04±0,004 0,050±0,003 »*» 0,04±0,002 ***

Свекла (корнеплоды) 0,040±0,007 **« 0,05±0,01 *** 0,070±0,007 0,06±0,01 0,091±0,007 «** 0,07±0,005

Силос подсолнечника 0,073±0,01 *** - 0,093±0,007 - 0,098±0,018 -

Силос кукурузный 0,064±0,007 * - 0,079±0,00б - 0,090±0,007 -

Примечание - здесь и далее * достоверность различий по сравнению с контролем р<0,005.

Как видно из полученных данных, содержание теллура в почве и кормах зависит от климатических условий. При этом повышенная влажность способствует накоплению этого микроэлемента в изучаемых объектах, понижение, наоборот, препятствует поступлению теллура из почвы в растения.

Наибольшей кумулятивной способностью теллура обладает силос подсолнечника и ячмень. Наименьшей способностью поглощать данный элемент обладает сено злаково-бобовое и зерно гороха.

Содержание теллура уменьшается в ряду: силос подсолнечника >ячмень (солома)> ячмень (зерно) > силос кукурузный > сено кострецовое >свекла кормовая> горох (солома) > овес (солома) >сено злаковое > овес (зерно) >горох (зерно) > сено злаково-бобовое.

Характер зависимости КБП теллура от вида культуры, части растения и метеорологических условий года аналогичен изменению концентрации этого микроэлемента в кормах.

Следует подчеркнуть, что рубидий и теллур можно отнести к элементам с низким биологическим поглощением, так как их КБП меньше единицы.

При сравнении содержания изучаемых микроэлементов, в почве и кормах установлено, что уровень накопления рубидия выше, чем что согласу-

ется с данными литературы. Чем больше атом и сложнее электронная конфигурация, тем меньше растворимость его соединений и ниже уровень накопления микроэлемента организмом [В.А Алексеенко, 2001].

Данные о содержании рубидия в органах, тканях и биологических жидкостях телок, эксплуатирующихся на кормах лугово-черноземной почвы, представлены в таблице 3.

Таблица 3

Содержание рубидия в органах, тканях и биологических жидкостях телок разных возрастных групп (х ±Б(1)

Орган, ткань, биологическая жидкость; п=9 Содержание рубидия

3 мес. (контроль) 6 мес. 24 мес.

Печень, мг/кг ткани 1,31*0,02 2,47±0,03*** 2,50±0,02***

Почки, мг/ кг ткани 0,75±0,02 1Д9±0,02*** ЗД5±0,02***

Легкие, мг/ кг ткани 0,97*0,02 0,88±0,02*** 0,93±0,02***

Селезенка, мг/кг ткани 1,39±0,02 1,35±0,03 * 1,39±0,03

Сердечная мышца, мг/кг ткани 1,58±0,03 3,54±0,02*" 3,63А0,03»**

Скелетные мышцы, мг/кг ткани 1,48±0,02 3,38±0,03*** 3,39±0,02"*

Кровь, мг/л 1,82±0,03 1,85±0,04 2,36±0,03***

Моча, мг/л 3,83±0,02 7,5Ш=0,06"* 16,42±0,47***

Обнаружено, что у животных всех возрастных групп наибольшее содержание рубидия отмечается в сердечной и скелетных мышцах, а минимальное накопление данного тяжелого металла происходит в селезенке и легочной ткани. Причем, уровень его в печени, в сердце и в мышечных тканях телок увеличивается практически в два раза к полугодовалому возрасту и в дальнейшем не изменяется.

Почки, как основной выделительный орган, накапливают рубидий на протяжении всех сроков исследования, причем к 24-м месяцам концентрация его повышается в 4,5 раза. Такая же динамика отмечается и в моче, что, очевидно, связано с усилением их экскреторной функции.

Накопление теллура в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота, эксплуатирующихся на кормах лугово-черноземной почвы, имеет иную закономерность (табл. 4).

Таблица 4

Содержание теллура в органах и тканях телок разных возрастных ___групп (х ±Бй)____

Орган, ткань, биологическая жидкость; п-=9 Содержание теллура

3 мес. (контроль) 6 мес. 24 мес.

Печень, мг/кг ткани 0,082±0,006 0,094±0,002*** 0,119±0,002*»*

Почки, мг/кг ткани 0,076±0,003 0,082±0,003 0,094±0,003"*

Легкие, мг/ кг ткани 0,073±0,002 0,074±0,002 0,034±0,002***

Селезенка, мг/кг ткани 0,054±0,001 0,045±0,002*** 0,089±0,002***

Сердечная мышца, мг/кг ткани 0,078±0,003 0,066±0,003»** 0,038±0,007***

Скелетные мышцы, мг/кг ткани 0,004*0,001 0,005±0,001 0,006±0,001»**

Кровь, мг/л 0,005*0,001 0,007±0,002*** 0,007±0,001***

Моча, мг/л 0,075±0,001 0,080±0,001*** 0,096±0,001»**

Наибольшей поглотительной способностью обладает ткань печени и почек. Однако резких изменений в различных возрастных группах не отмечается, хотя повышение содержания теллура к 6-ти и 24-м месяцам носит достоверный характер. Аналогичная картина наблюдается и в моче. В легких и сердечной мышце уровень накопления теллура к 24-х месячному возрасту снижается, в селезенке увеличивается, а в крови и скелетной мышце имеет лишь тенденцию к повышению.

При сопоставлении уровней накопления рубидия и теллура организмом крупного рогатого скота установлено, что в целом он ниже у теллура, что со-

гласуется с данными литературы о том, что с увеличением заряда ядра атомов увеличивается токсичность элементов и уменьшается их содержание в организме [В. А. Алексеенко, 2001; Г. И. Сидоренко, 1999].

Учитывая более выраженную токсичность теллура по сравнению с рубидием, а также установленный в результате исследований факт, что печень и почки обладают наибольшей способностью накапливать данный тяжелый металл, был проведен эксперимент на кроликах, в котором изучался мониторинг основных биохимических показателей, характеризующих функциональные состояния этих органов в ответ на воздействие высоких концентраций теллура.

Исследование содержания общего белка и его фракций в сыворотке крови выявило, что у животных на 7-е сутки эксперимента достоверных изменений в уровне общего белка по сравнению с контрольной группой не обнаруживается (р>0,05), в последующие 7 суток наблюдается тенденция к снижению этого показателя, а на 21-е сутки концентрация общего белка достоверно снижается по сравнению с контролем (табл.5).

Таблица 5

Содержание белка общего и его фракций сыворотки крови кроликов

при интоксикации теллуром (\ ±8й)

Показатель Группа кроликов, (п=5) Период исследования, суг.

0 7 14 21

Белок общий, г/л контрольная 64,8±4,9 65,8±2,5 65,4±3,1 66,2±5,8

опытная 69,0±4.2 68,0±6,4 63,4±3,4 58,8±3,3*

Альбумины, г/л контрольная 30,8±4,3 30,2±3,6 30,9±3,6 29,3±4,5

опытная 34,2±4,9 ч30,6±5,3 26,б±4,6 19,2±2,3**

а-Глобулины, г/л контрольная 11,3±1,3 10,8±1,4 10,4±1,1 11,1±0,6

опытная 10,1±0,9 10,7±1,5 11,5±0,7 15,3±0,5***

р-Глобулины, г/л контрольная 15,7±2,1 14,6±2,4 13,8±1,4 14,4±2,7

опытная 13,9±1,8 16,4±4,4 14,6±1,3 10,82±1,2*

у-Глобулины, г/л контрольная 10,5±2,5 10,2±1,3 10,3±1,1 11,4*1,2

опытная 10,0±1,0 10,4±1,3 10,6±0,8 13,5±1,0*

Более информативными показателями, чем общий белок, являются белковые фракции. При добавлении теллура в рацион кроликов на 7-е и 14-е сутки эксперимента достоверных изменений в уровне альбуминов по сравнению с контрольной группой не выявляется (р>0,05), отмечается лишь тенденция к снижению этого показателя, в то время как на 21-е сутки происходит его достоверное снижение.

Концентрация а-глобулинов, повышение которых характерно для всех острых воспалительных процессов, в первые 14 суток при ежедневном введении теллура не изменяется. Однако на 21-е сутки наблюдается достоверное повышение среднего значения показателя по сравнению с интакгной группой.

Изучение содержания глобулинов показало, что в сыворотке крови животных на 7-е и 14-е сутки эксперимента достоверных изменений в уровне этих белков не выявляется (р>0,05), в то время как на 21-е сутки происходит досто-

верное снижение среднего значения показателя по сравнению с контрольной группой.

Несмотря на то, что этот показатель самостоятельного диагностического значения не имеет, считается, что концентрация р-глобулинов повышается при нефротическом синдроме.

Исследование еще одной белковой фракции, содержащей основную массу антител-иммуноглобулинов, свидетельствует о том, что в концентрации глобулинов сыворотки крови кроликов на 7-е и 14-е сутки эксперимента отличий по сравнению с контрольной группой не обнаруживается (р>0,05), в то время как на 21-е сутки наблюдается достоверное повышение среднего значения этого показателя.

В целом при исследовании содержания общего белка и его фракций сыворотки крови кроликов при интоксикации теллуром выявлено, что в течение первых 14-ти суток эксперимента значения изучаемых показателей практически не изменяются, в то время как на 21-е сутки происходит достоверное снижение уровня общего белка, альбуминов и р-глобулинов, а также достоверное повышение содержания глобулинов и глобулинов.

Концентрация мочевины (рис 2) в сыворотке крови кроликов на 7-е и 14-е сутки

эксперимента не меняется, в то время как на 21-е сутки наблюдается достоверное снижение среднего значения показателя по сравнению с контролем.

Исследование содержания общего билирубина (рис. 3) показало, что в

опытной группе животных на 7- и 14-е сутки исследования достоверных изменений в уровне билирубина по сравнению с контрольной группой не обнаруживается (р>0,05), а на 21 сутки наблюдается достоверное повышение

Рис 2 Содержание мочевины в сыворотке крови кроликов при интоксикации теплу ром

¡ШН1

Осут

7сут

14<ут

21сут

□ Контроль И Опыт

Рис 3 Содержание билирубина общего в сыворотке крови кротаков при интоксикации теллуром

среднего значения показателя по сравнению с контролем.

Значения тимоловой пробы (рис. 4) сыворотки крови кроликов опытной

группы выявило,

что на 7-е и 14-е сутки исследования прослеживается тенденция к повышению значений тимоловой пробы (р>0,05), в то время как на 21-е сутки наблюдается достоверное повышение среднего значения показателя по сравнению с контролем.

Исследование активности энзимов АсАТ и АлАТ сыворотки крови кроликов при хронической интоксикации теллуром выявило, что в опытной группе животных на 7-е сутки эксперимента достоверных изменений в уровне АсАТ (рис. 5) по сравнению с контрольной группой не обнаруживается (р>0,05), в то время как на 14-е сутки наблюдается достоверное повышение активности фермента в сравнении с контрольной группой кроликов, на 21-е сутки значения активности АсАТ еще больше увеличиваются.

Активность АлАГ (рис.6) в опытной группе кроликов достоверно повышается уже на 7-е сутки в сравнении с контролем, причем изменение активности энзима сохраняется до конца эксперимента.

Содержание креатинина сыворотки крови кроликов ежедневно получавших токсические дозы теллура в первые 14 суюк эксперимента

практически не изменяется (таб. 6). Однако на 21-е сутки наблюдается достоверное повышение среднего значения показателя по сравнению с контролем.

Таблица 6

Содержание креатинина сыворотки крови и натрия, калия плазмы крови __кроликов при интоксикации теллуром (К ±Бф__

Показатель Группа кроликов, (п=5) Период исследования, суг

0 7 14 21

Креатинин, ммоль/л контрольная 0,082+0,008 0,078±0,008 0,084±0,005 0,088±0,008

опытная 0,084±0,011 0,084±0,021 0,078±0,013 0,106±0,015»

Натрий, ммоль/л контрольная 137,2±5,4 138,8±5,8 138,0±5,8 . 139,2±4,6

опытная 138,4±6,5 142,4*3,8 143,0±2,3 139,8±2,9

Калий, ммоль/л контрольная 4,84*0,43 4,82±0,43 4,82±0,35 4,92±0,36

опытная 4,82±0,18 5,40±0Д8* 5,24±0,21* 5,48±0,15*

Исследование концентрации ионов натрия и калия в плазме показало (табл. 6), что эти осмотически важные компоненты при введении изучаемого тяжелого металла ведут себя по разному. Содержание натрия в опытной группе животных на всем протяжении эксперимента не изменяется, в то время как концентрация ионов калия достоверно повышается уже на 7-е сутки в сравнении с контролем и сохраняется до конца эксперимента.

В целом, результаты свидсльствуют, что изучаемые биохимические показатели на 7-е и 14-е сутки эксперимента практически не отличаются от контроля, в то время как на 21-е сутки наблюдается значительное изменение всех показателей. Это свидетельствует о нарушении детоксицирующей, белоксинтези-рующей, экскреторной функций печени, а также осморегулирующей и экскреторной функций почек.

Кроме исследования рутинных биохимических показателей изучались интегральные показатели, характеризующие интенсивность процессов пероксид-ного окисления липидов (ПОЛ) и состояние антиоксидантной системы (АОС).

Изучение показателя ПОЛ сыворотки крови кроликов выявило, что у ин-тактной группы животных его значения в течение эксперимента практически не изменяются (р>0,05). В опытной группе кроликов на 7-е сутки наблюдается достоверная активация процессов пероксидного окисления ненасыщенных жирных кислот липидов по сравнению с контролем (табл. 7), которая сохраняется в последующие 14 суток.

При анализе показателя АОС сыворотки крови в организме кроликов выявлено, что у контрольной группы животных его значения в разные сроки исследования практически не изменяются (табл. 9). В опытной группе кроликов в течение первых 7 суток эксперимента достоверных изменений в антиоксидаит-ной активности сыворотки крови по сравнению с контролем не обнаруживается (р>0,05), отмечается лишь тенденция к активации. Через 14 суток отмечается достоверное усиление АОС, которое на 21-е сутки достигает значений, превышающих практически в три раза контрольные цифры.

Таблица 7

Значения показателей ПОЛ и АОС сыворотки крови кроликов при _ интоксикации теллуром (х ±Бф__

Показатель Группа кроликов, (п=5) Период исследования, суг.

0 7 14 21

ПОЛ, ед./30 с контрольная 19,77±3,51 20,05±3,93 19,59±2,78 19,78±2,96

опытная 19,99±2,96 30,44±8,05* 38,82±9,52** 37,29±10,97«

АОС, отн. ед. контрольная 0,133±0,01 0,133±0,007 0,132±0,006 0,136±0,011

опытная 0,131*0,00« 0,147±0,018 0,165±0,011** 0,439±0,015»**

Полученные результаты показывают, что в первые 7 суток эксперимента активируются процессы свободнорадикальной пероксидации ненасыщенных жирных кислот, в то время как антирадикальная защита «запаздывает» и полностью мобилизуется только на 14-е и последующие сутки исследования.

В целом результаты биохимических исследований свидетельствуют, что высокие дозы теллура при воздействии на живой организм приводят к нарушению белкового, азотистого и минерального обменов и свободнорадикального статуса.

Представлялось интересным выяснить взаимосвязь биохимических, паго-логоанатомических и гистологических изменений. При патологоанатомическом исследовании у кроликов опытной группы обнаружен отек тимуса с незначительными кровоизлияниями на поверхности. Надпочечники гипертрофированы, малокровны. В печени отмечены признаки белково-жировой дистрофии, ее окраска неоднородна: участки серо- глинистого цвета чередуются с сине-красными. Поверхность непрочная, легко рвется. В легочной ткани, на фоне застойной гиперемии и отека видны эмфизематозные участки с геморрагиями размером с просяное зерно. Миокард в состоянии белковой дистрофии. Сердечная мышца дряблая, окрашена неоднородно. Во всех паренхиматозных органах отмечена застойная гиперемия, их относительная масса несколько меньше по сравнению с животными контрольной группы.

В желудке и 12-перстной кишке зарегистрированы признаки хронического катара. Слизистая оболочка дна желудка складчатая, утолщена, покрыта густой мутной слизью, в толще ворсинок имеются небольшие язвочки и кровоизлияния.

При гистологическом исследовании установлена зернистая и жировая дистрофия гепатоцитов. Ядра многих клеток находятся в состоянии некробиоза и подвержены пикнозу. В междольковой соединительной ткани отмечена очаговая и разлитая клеточная инфильтрация. Межбалочные капилляры инъецирова-

ны кровью. Эпителий извитых канальцев почек набухший, их просвет сужен. В клетках эпителия отчетливо видна белковая грануляция.

Таким образом, проведенные исследования показали, что у кроликов при отравлении теллуром в органах развиваются глубокие деструктивные изменения, которые характеризуются белковыми и жировыми диспротеинозами, нек-робиотическими изменениями гепатоцитов извитых канальцев почек, гидронефрозом и хроническим кагаром желудочно-кишечного тракта.

ВЫВОДЫ

1. Содержание рубидия и теллура в пахотном слое лугово-черноземной почвы и чернозема обыкновенного лесостепной зоны Омской области соответствует среднестатистическому значению по России и зависит от типа почвы и метеорологических условий года.

2. Коэффициент биологического поглощения рубидия и теллура растениями исследуемых кормов неодинаков. Значение коэффициента рубидия достоверно выше, чем теллура, независимо от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года. Наибольший коэффициент биологического поглощения рубидия имеет свекла (0,18) и сено злаковое (0,17), наименьший -зерно ячменя (0,06). Среди изучаемых культур наибольший коэффициент биологического поглощения теллура имеет ячмень (0,08), наименьший - сено зла-ково-бобовое (0,04).

3. Распределение рубидия и теллура в различных органах крупного ро1аТого скота всех возрастных групп различно: максимальное содержание рубидия отмечается в сердечной (3,54 мг/кг) и скелетных мышцах (3,38 мг/кг), а минимальное - в селезенке (1,35 мл/кг) и легочной ткани (0,88 мг/кг); наибольшей способностью аккумулировать теллур обладает печень (0,094 мг/кг) и почки (0,082 мг/кг), а наименьшей - мышечные ткани (0,005 мг/кг) и селезенка (0,045 мг/кг).

4. В возрастном диапазоне от 3-х до 24-х месяцев у крупного рогатого скота накопление рубидия отмечается в печени, почках, сердечной мышце, скелетных мышцах, крови и моче; в легких снижается и не изменяется в селезенке.

5. В возрастном диапазоне от 3-х до 24-х месяцев у крупного рогатого скота накопление теллура отмечается в печени, почках, селезенке, скелетных мышцах, крови и моче, снижается в легких и сердечной мышце.

6. При хронической интоксикации кроликов теллуром в дозе 150 мг на кг рациона на 7-е сутки в сыворотке крови повышается активность АлАт и активируются процессы ПОЛ; на 14-е сутки повышается активность АсАт, мобилизуется АОС и повышается содержание калия в плазме; на 21-е сутки концентрация а-глобулинов, у-глобулинов, креатинина, общего билирубина сыворотки крови, значения тимоловой пробы повышаются, а уровень общего белка, альбуминов, ^-глобулинов, мочевины снижается. Патологоанатомическими и гис-

тологическими исследованиями подтверждены деструктивные изменения в изучаемых паренхиматозных органах - печени и почках.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мугак, В. В. Основные показатели белкового обмена крупного рогатого скота красной степной породы при разных физиологических периодах и в постнатальном онтогенезе в условиях Омской области / В. В. Мугак, Н. А. Пономарева. // Вестн. ОмГАУ. - 2003 № 4 . - С. 73-74.

2. Пономарева, Н. А. Влияние теллура на активность пероксидазы кроликов / Н. А. Пономарева. // Вестн. ОмГАУ. - 2003 № 4 . - С. 57-58.

3. Пономарева, Н. А. Коэффициент биологического поглощения рубидия некоторых кормовых культур южной лесостепной зоны Омской области / Н. А. Пономарева. // Омский науч. вестн. - 2003 № 3. - С. 135-138.

4. Пономарева, Н. А. Коэффициент биологического поглощения теллура некоторых кормовых культур южной лесостепной зоны Омской области / Н. А. Пономарева. // Омский науч. вестн. - 2003 № 3 . - С. 139-142.

5. Пономарева, Н. А. Некоторые биохимические показатели крови кроликов в норме и при интоксикации теллуром. / Н. А. Пономарева. // Вестн. ОмГАУ. - 2004 № 2. - С. 48-53.

6. Пономарева, НА. Показатели биохемилюминисценции крови кроликов в норме и при интоксикации теллуром. / Н. А. Пономарева, Л. М. Дмитриева // Вестн. ОмГАУ. - 2004 № 2. - С. 46-48.

7. Пономарева, Н. А. Рубидий и теллур в системе почва-растение-животное. / И. А. Пономарева, И. П. Степанова // IV съезд физиологов Сибири: тез. докл. междунар. конф. - Новосибирск. - 2002. - С.226.

8. Пономарева, Н. А. Содержание рубидия в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота / Н. А. Пономарева, И. П. Степанова, А. Я. Рябиков. // Омский науч. вестн. - 2003 № 3. - С. 143-146.

9. Пономарева, Н. А. Содержание теллура в воде, почве и кормах лесостепной зоны Омской области / Н. А. Пономарева. // Достижение ветеринарной медицины - XXI веку: материалы междунар. науч. конф., посвященной 40-летию ИВМ АГАУ. Часть 1. - Барнаул, 2002. - С. 234-235.

10. Пономарева Н. А. Содержание теллура в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота / Н. А. Пономарева, И. П. Степанова, А. Я. Рябиков. // Омский науч. вестн. - 2003 № 3. - С. 147-150.

СОДЕРЖАНИЕ РУБИДИЯ И ТЕЛЛУРА В ПОЧВЕ, КОРМАХ И ОРГАНАХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА РАЗНОГО ВОЗРАСТА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Пономарева Наталья Александровна

Автореферат

Сдано в набор 25.01 05. Подписано в печать 02.02.05

Формат 60x84/16. Гарнитура Times New Roman. Усл.печ л. 1,25. Печать оперативная. Тираж 100 экз. Лицензия ЛТ № 020074

Отпечатано с оригинал-макета в типографии ООО «Вариант-Омск» 644122, г. Омск, ул. Яковлева, 5. Тел /факс: 25-03-54

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Пономарева, Наталья Александровна

03.00.13 - физиология 03.00.04 - биохимия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители: заслуженный деятель науки РФ, доктор биологических наук, профессор А.Я. Рябиков; кандидат биологических наук, доцент И.П. Степанова

На правах рукописи

Омск

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В СИСТЕМЕ ПОЧВА- РАСТЕНИЕ- ЖИВОТНОЕ.

1.1. Классификация химических элементов, биологическая роль и физиологическое значение тяжелых металлов.

1.2. Основные факторы накопления химических элементов организмами.

1.2.1. Биохимические факторы.

1.2.2. Ландшафтно-геохимические факторы.

1.2.3.Кристаллохимические факторы.

1.3 Фитотоксичность и токсикологическое действие тяжелых металлов на живой организм.

1.4 Характеристика биохимического и токсикологического действия рубидия и теллура.

1.5.Тяжелые металлы в почвах и растениях Омской области.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Содержание рубидия и теллура в почве и кормах сельскохозяйственных животных лесостепи Омской области и их коэффициент биологического поглощения.

3.2. Содержание рубидия и теллура в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе.

3.3. Токсическое воздействие теллура на организм кроликов.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Содержание рубидия и теллура в почве, кормах и органах крупного рогатого скота разного возраста в условиях лесостепной зоны Омской области"

Актуальность темы

Изучение роли минеральных веществ в обменных процессах для повышения продуктивности животноводства, профилактики и коррекции возможных патологических состояний, вызванных недостаточным или избыточным поступлением микроэлементов в организм, является одной из актуальных проблем физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных [Б.В. Уша с соавт., 2003].

Учеными Западной Сибири определено содержание многих биологически важных элементов в почве [Н. К. Коровин, 1970; Ю.А. Калинин, Н.А. Росляков, 1999; В.М. Красницкий, 2001], кормовых культурах [В.Б. Ильин, 2001] и на основании этих данных рассчитаны коэффициенты их биологического поглощения (КБП). В последнее время особое внимание уделяется таким элементам как рубидий и теллур, которые согласно данным Д. Эмсли (1993), Ю.А Ершова (2000), постоянно присутствуют в растениях и организме животных. При этом, рубидий, являясь по физико-химическим характеристикам аналогом калия, рассматривается как его синергист, способный активизировать, в частности, такие калийзависимые ферменты как пируваткина-зу, альдегиддегидрогеназу и др. Теллур, по физико-химическим характеристикам идентичен селену и сере, поэтому может замещать эти микроэлементы в активных центрах ферментов. Однако, и рубидий, и теллур, в высоких концентрациях способны оказывать токсическое действие на организм [Г.И. Сидоренко с соавт., 1999].

В то же время в литературе имеются лишь единичные сообщения о концентрации в почве и кормах этих элементов [К.Н.Тереверко, 1991]. Отсутствуют сведения о КБП рубидия и теллура в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года. Не изучены вопросы о содержании рубидия и теллура в органах и тканях сельскохозяйственных животных, в частности у крупного рогатого скота (КРС), не установлены закономерности изменения концентраций этих микроэлементов в постнатальном онтогенезе. Не определены особенности распределения рубидия и теллура в растительном и животном организме в зависимости от их положения в периодической системе Д.И. Менделеева.

Цель исследования

Изучение закономерностей поведения рубидия и теллура в системе почва - растение - животный организм для профилактики заболеваний сельскохозяйственных животных, связанных с избытком или недостатком этих микШ роэлементов.

Задачи исследований:

1. Изучить содержание рубидия и теллура в почве и растительных кормах в различные по метеорологическим условиям годы и на основании этих данных рассчитать КБП этих микроэлементов растениями некоторых кормов.

2. Определить концентрацию рубидия и теллура в органах, тканях и биологических жидкостях у клинически здорового крупного рогатого скота в ф постнатальном онтогенезе.

3. Изучить влияние токсической дозы теллура на биохимические показатели крови, патологоанатомические и гистологические изменения органов кроликов в эксперименте.

Научная новизна

Впервые определено содержание подвижных форм рубидия и теллура в пахотном слое лугово-черноземной почвы и чернозема обыкновенного, а также в некоторых кормах сельскохозяйственных животных лесостепи Омской области. Показана зависимость уровня накопления микроэлементов в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года.

Рассчитаны значения КБП рубидия и теллура у свеклы, гороха, овса, ячменя (с учетом частей растения), сена злакового и злаково-бобового, и установлена закономерность изменений коэффициента в зависимости от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года.

Впервые определено содержание рубидия и теллура в печени, почках, селезенке, легких, скелетной и сердечной мышцах, крови и моче крупного рогатого скота; установлены возрастные закономерности изменения концентраций этих микроэлементов с учетом ландшафтно-геохимических условий среды обитания животных.

Биохимическими, патологоанатомическими и гистологическими исследованиями доказано, что введение в организм токсических доз теллура сопровождается активацией процессов пероксидного окисления липидов (ПОЛ) и системы антиоксидантной защиты (АОС), вызывает сдвиги в белковом, азотистом и минеральном обменах и приводит к нарушению функции печени и почек.

Практическая значимость

Сведения о содержании рубидия и теллура в почве, кормах и значения их КБП, а также возможности накопления данных микроэлементов в некоторых органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота следует учитывать при составлении рационов кормления животных.

Данные эксперимента о воздействии высоких доз теллура на живой организм показывают необходимость ежегодного контроля за концентрацией микроэлемента в почве и растительных кормах.

Результаты исследований используются в лекционных курсах по биохимии и физиологии животных ФГОУ ВПО ОмГАУ и отражены в учебном пособии «Биохимия печени и почек», рекомендованным Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области зоотехнии и ветеринарии.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Рубидий и теллур относятся к элементам с низким биологическим поглощением.

2. Содержание рубидия и теллура в органах, тканях и биологических жидкостях крупного рогатого скота изменяется в зависимости от возраста животных.

3. Высокие дозы теллура при воздействии на животный организм приводят к изменению свободнорадикального статуса, вызывают сдвиги в белковом, азотистом и минеральном обмене.

Апробация работы

Материалы диссертации доложены на 4 съезде физиологов Сибири (2002), научно-практической конференции, посвященной 40-летию Алтайского государственного аграрного университета (2002), и конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Омского государственного аграрного университета (2001, 2002, 2003, 2004).

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Пономарева, Наталья Александровна

ВЫВОДЫ

1. Содержание рубидия и теллура в пахотном слое лугово-черноземной почвы и чернозема обыкновенного лесостепной зоны Омской области соответствует среднестатистическому значению по России и зависит от типа почвы и метеорологических условий года.

2. Коэффициент биологического поглощения рубидия и теллура растениями исследуемых кормов неодинаков. Значение коэффициента рубидия достоверно выше, чем теллура, независимо от типа почвы, вида культуры и метеорологических условий года. Наибольший коэффициент биологического поглощения рубидия имеет свекла (0,18) и сено злаковое (0,17), наименьший - зерно ячменя (0,06). Среди изучаемых культур наибольший коэффициент биологического поглощения теллура имеет ячмень (0,08), наименьший - сено злаково-бобовое (0,04).

3. Распределение рубидия и теллура в различных органах крупного рогатого скота всех возрастных групп различно: максимальное содержание рубидия отмечается в сердечной (3,54 мг/кг) и скелетных мышцах (3,38 мг/кг), а минимальное - в селезенке (1,35 мл/кг) и легочной ткани (0,88 мг/кг); наибольшей способностью аккумулировать теллур обладает печень (0,094 мг/кг) и почки (0,082 мг/кг), а наименьшей - мышечные ткани (0,005 мг/кг) и селезенка (0,045 мг/кг).

4. В возрастном диапазоне от 3-х до 24-х месяцев у крупного рогатого скота накопление рубидия отмечается в печени, почках, сердечной мышце, скелетных мышцах, крови и моче; в легких снижается и не изменяется в селезенке.

5. В возрастном диапазоне от 3-х до 24-х месяцев у крупного рогатого скота накопление теллура отмечается в печени, почках, селезенке, скелетных мышцах, крови и моче, снижается в легких и сердечной мышце.

6. При хронической интоксикации кроликов теллуром в дозе 150 мг на кг рациона на 7-е сутки в сыворотке крови повышается активность АлАт и активируются процессы ПОЛ; на 14-е сутки повышается активность АсАт, мобилизуется АОС и повышается содержание калия в плазме; на 21-е сутки концентрация а-глобулинов, у-глобулинов, креатинина, общего билирубина сыворотки крови, значения тимоловой пробы повышаются, а уровень общего белка, альбуминов, р-глобулинов, мочевины снижается. Патологоанатомиче-скими и гистологическими исследованиями подтверждены деструктивные изменения в изучаемых паренхиматозных органах - печени и почках.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Пономарева, Наталья Александровна, Омск

1. Авраменко, П. М. Загрязнение почвы тяжелыми металлами и их накопление в растениях / П. М. Авраменко, С. В. Лукин. // Агрохимия. 1999. - №2.-С. 31-32.

2. Алексеенко, В. А. Основные факторы накопления химических элементов организмами / В. А. Алексеенко. // Соровский образовательный журнал. -2001.-№8.-С. 20-24.

3. Андреева, И. В. Динамика накопления и распределения никеля в растениях овса / И. В. Андреева, В. В. Говорина, Б. А. Ягодин. // Агрохимия. -2000. -№ 4. С. 68-71.

4. Андриянова, Т. Г. Морфологические и функциональные изменения в органах и тканях животных при поступлении в организм соединений свинца и кадмия: автореф. дис. д-ра вет. наук / Т. Г. Андриянова. М., 2003. - 41 с.

5. Барсукова, В. С. Влияние избытка никеля на элементный состав контрастных по устойчивости к нему сортов пшеницы / В. С. Барсукова, О. И. Гамзикова. // Агрохимия. 1999. - № 1. - С. 80-85.

6. Бенеманский, В. В. К вопросу оценки реакции организма на воздействие химического фактора малой интенсивности / В. В. Бенеманский. // Бюл. Вост.-Сиб. науч. центра СО РАМН. 2000. - № 3. - С. 72-76.

7. Болотина, В. В. Агроэкологический мониторинг земель / В. В. Болотина. // Агрохимический вестник. 1999. - № 3. - С. 18-21.

8. Борисенкова, Р. В Канцерогенная опасность никеля и его соединений / Р. В Борисенкова, Л. Л. Гвоздева, Л. А. Луценко. // Медицина труда и пром. экология. 2001. - № 1. - С. 27-31.

9. Бреус, И. П. Миграция тяжелых металлов с инфильтрационными водами в основных типах почв Среднего Поволжья / И. П. Бреус, Г. П. Садриева. // Агрохимия. 1997. - № 6. - С. 56-64.

10. Важенин, И. Г. Почва как активная система самоочищения от токсического воздействия тяжелых металлов- ингредиентов техногенных выбросов / И. Г. Важенин. // Химия в сельском хозяйстве. 1982. - № 3. - С. 1-3.

11. Васильев, А. В. Закономерности перехода радионуклидов и тяжелых металлов в системе почва- растение- животное- продукция животноводства / А. В. Васильев, А. Н. Ратников, Р. М. Алексахин. // Химия в сельском хозяйстве. 1995. -№ 4. - С. 16-18.

12. Венчиков, А. И. Биотики. / А. И. Венчиков. Ашхабад : Ылым, 1978. -160 с.

13. Вернадский, В. И. Биогеохимические очерки. / В. И. Вернадский. М. - Л.: Изд-во АН СССР 1940. - 240 с.

14. Виноградов, А. П. Биогеохимические провинции./ А. П. Виноградов. -М. Л.: Изд-во АН СССР - 1962.-310 с.

15. Владимиров, Ю. А. Свободные радикалы в живых системах / Ю. А. Владимиров, О. А. Азизова, А. И. Деев. // Итоги науки и техники : бюл. ВИНИТИ М., 1991. - № 29. - С. 252.

16. Войнер, А. О. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека / А. О. Войнер. М. : Сов. наука, 1960. - 295 с.

17. Волошин, Е. И. Транслокация кадмия и свинца в почве и растениях / Е. И. Волошин. // Химия в сельском хозяйстве. 1997. - № 2. - С. 34-36.

18. Волощенко, О. И. О вероятных механизмах формирования предпатоло-гических состояний организма при действии экзогенных факторов внешней среды / О. И. Волощенко, В. И. Ляшенко. // Врачебное дело. 1996. - № 7-9. -С. 49-54.

19. Вяйзенен, Г. Н., Смбатян А. Р., Федотов А. А. Контроль за содержанием тяжелых металлов в силосе и сене / Г. Н. Вяйзенен, А. Р. Смбатян, А. А. Федотов. // Химия в сельском хозяйстве. 1995. - № 5. - С. 38-42.

20. Гармаш, Г. А. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений / Г. А. Гармаш, Н. Ю. Гармаш. // Агрохимия. 1987. - № 5. - С. 40-46.

21. Головатый, С. Е. Поступление кадмия в сельскохозяйственные растения / С. Е. Головатый, П. Ф. Жигарев, JI. И. Панкрутская. // Агрохимия. -2000.-№ 1,- С. 81-85.

22. Гуревич, К. Г. Нарушения обмена микроэлементов / К. Г. Гуревич. // Вопросы биол. медицины и фармак. химии. 2002. - № 2.-С. 7-14.

23. Добровольский, В. В. Основы биогеохимии / В. В. Добровольский, М. : Академия, 2003. 400 с.

24. Еремина, О. Ю. Биохимические аспекты влияния тяжелых металлов на беспозвоночных животных / О. Ю. Еремина, Р. О. Бутовский. // Агрохимия. -1997.-№6.-С. 80-91.

25. Ермохин, Ю. И. Антагонизм и синергизм ионов при поступлении их в растения козлятника восточного / Ю. И. Ермохин. // Экологическое состояние почв и растений Западной Сибири и проблемы их качества : сб. науч. тр. Омск : Изд-во ОмГАУ, 1997. С. 6-13.

26. Ермохин, Ю. И. Диагностика питания растений. / Ю. И. Ермохин. -Омск : Изд-во ОмГАУ, 1995. 207 с.

27. Жуленко, В. Н. Ветеринарная токсикология: учебник для вузов. / В. Н. Жуленко. М.: Колос, 2001.-384 с.

28. Завалишин, С. И. Биогеохимические особенности тяжелых металлов в системе почва- растение при интенсивной антропогенной нагрузке в условиях Алтайского Приобъя: автореф. дис. . канд. с.-х. наук / С. И. Завалишин. -Барнаул, 1999. 17 с.

29. Иванов, А.Ф. О накоплении стронция в почвах и растениях в результате применения минеральных удобрений и фосфогипса в южной лесостепи Прииртышья: дис. . канд. с.-х. наук/А.Ф. Иванов. ; ОмГАУ. Омск, 1990. -133 с.

30. Иванова, Т. Н. Содержание токсичных элементов в некоторых видах растительного сырья / Т. Н. Иванова, А. А. Павловская, В. М. Кузьмин. // Гигиена и санитария. 1997. - № 1. - С. 21-23.

31. Ильин, В. Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами / В. Б. Ильин. // Агрохимия. 1997. - № 11.-С.65-70.

32. Ильин, В. Б. К экологической обстановке в Новосибирске: тяжелые металлы в местных почвах и огородных культурах / В. Б. Ильин, А. И. Сысо, Г. А. Конарбаева. // Агрохимия. 1997. - № 3. - С. 76-83.

33. Ильин, В. Б. Мониторинг тяжелых металлов применительно к крупным промышленным городам / В. Б. Ильин. // Агрохимия. 1997. - № 4. - С. 81-86.

34. Ильин, В. Б. Система показателей для оценки загрязненности почв тяжелыми металлами / В. Б. Ильин. // Агрохимия. 1995. - № 1. - С. 94-98.

35. Ильин, В. Б. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях Новосибирска / В. Б. Ильин, Н. JI. Байдина, Г. А. Конарбаева. // Агрохимия. -2000.-№ 1.-С. 66-73.

36. Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе почва- растение. / В. Б. Ильин. -Новосибирск: Наука, 1991. 151 с.

37. Каббата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях. / А. Кабба-та-Пендиас, X. Пендиас. М. : Мир, 1989. - 440 с.

38. Калинин, Ю. А. Экогеохимия почв равнинных ландшафтов юга Западной Сибири / Ю. А. Калинин, Н. А. Росляков. // Обской вестн. 1999. - № 3-4. -С. 82-90.

39. Камышников, В. С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика: Справочник. Т. 1. / В. С. Камышников. Минск : Интерпрессервис, 2003. -310 с.

40. Касатиков, В. А. Поведение тяжелых металлов в системе почва-растение при внесении осадков городских сточных вод / В. А. Касатиков, С. М. Касатикова, М. М. Султанов. // Агрохимия. 1999. - № 3. - С. 56-60.

41. Клиническая диагностика внутренних незаразных болезней животных : учебник для вузов / Б. В. Уша, И. М. Беляков, Р. П. Пушкарев. М. : КолосС, 2003. - 487 с.

42. Ковалевский, А. Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. / А. Л. Ковалевский. М.: Недра, 1974. - 142 с.

43. Ковальский, В. В. Геохимическая экология. / В. В. Ковальский. М. : Наука, 1974.-298 с.

44. Кокорев, В. А. Биологическое обоснование потребности ремонтных телок в селене при травяном типе кормления / В. А. Кокорев, Ю. Н. Прытков, А. А. Кистина. / Сельскохозяйственная биология. 2002. - № 6. - С. 85-95.

45. Колесников, С. И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на содержание в черноземе обыкновенном подвижных форм азота и фосфора. / С. И. Колесников, В. Д. Коваленко, К. Ш. Казеев. // Агрохимия. 1999. - № 2. -С. 73-78.

46. Корбакова, А. И. Свинец и его действие на организм : (Обзор литературы) / А. И. Корбакова, Н. С. Сорокина, М. Н. Молодкина. // Медицина труда и пром. экология. -2001. №5. - С. 29-34.

47. Коровин, Н. К. О содержании некоторых микроэлементов в кормах Омской области. / Н. К. Коровин. // Научные тр. / ОВИ. Омск, 1966. - Т. 24, вып.1.-С. 130-134.

48. Коровин, Н. К. Содержание кобальта, иода, меди и марганца во внутренних органах здоровых и больных диспепсией телят. / Н. К. Коровин. //

49. Минеральное питание сельскохозяйственных животных и птиц. — Фрунзе, 1968.-С. 49-50.

50. Крапивина, Е. В. Влияние селена на защитные системы организма свиней / Е. В. Крапивина, В. П. Иванов // Ветеринария. 1999. - № 5. - С. 44-48.

51. Красницкий, В. М. Агроэкотоксикологическая оценка сельскохозяйственных агроценозов : монография./ В. М. Красницкий. Омск : Изд-во ОмГАУ, 2001.-68с.

52. Красницкий, В. М. Воспроизводство и сохранение плодородия почв Западной Сибири / В. М. Красницкий. // Агрохим. вестн. 2000. - № 1. - С. 25.

53. Красницкий, В. М. Оценка и прогнозирование техногенного загрязнения почв / В. М. Красницкий. // Вестн. ОмГАУ. Омск, 1999. - №2. - С. 31-35

54. Красницкий, В. М. Состояние и агрохимический прогноз развития экосистем (на примере Омской области). / В. М. Красницкий. Омск, 1998. - 97 с.

55. Красницкий, В. М. Эколого-агрохимические аспекты химизации и био-логизации земледелия / В. М. Красницкий, Ю. И. Ермохин. // Агрохимический вестник. -1999. № 2. - С. 28-31

56. Кроль, М. Ю. Содержание тяжелых металлов в кормах и продукции птицеводства / М. Ю. Кроль, М. X. Гаруни. // Ветеринария. 1999. - № 6. - С. 46-48.

57. Кулаченко, В. П. Содержание микроэлементов в почвах, кормах и органах сельскохозяйственных животных разного возраста в условиях Целиноградской области : автореф. дис. . канд. биол. наук / В. П. Кулаченко. -Оренбург, 1969. 19 с.

58. Ладонин, Д. В. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами / Д. В. Ладонин, С. Е. Марголина. // Почвоведение. 1997. - № 7. — С. 806-811.

59. Лебедев, П. Т. Методы исследования кормов, органов и тканей животных. / П. Т. Лебедев, А. Т. Усович. М.: Россельхозиздат, 1976. - 475 с.

60. Лукин С. В. Тяжелые металлы в агроэкосистемах / С. В. Лукин. // Науч. ведомости БГУ. 2000. - № 3. - С. 65-70.

61. Лукин, С. В. Накопление кадмия в сельскохозяйственных культурах в зависимости от уровня загрязнения почвы / С. В. Лукин, В. Е. Явтушенко, И. Е. Солдат. // Агрохимия. 2000. - № 2. - С. 73-77.

62. Лысакова, И. А. Кинетика тяжелых металлов в организме животных на фоне применения корня солодки / И. А. Лысакова, М. И. Рабинович. // Ветеринария. 1999. - № 3. - С. 45-48.

63. Мельникова, К. В. Токсичность цинка сульфата для животных / К. В. Мельникова, А. В. Голиков // Ветеринария.- 1992. № 3. - С. 50- 53.

64. Мещакова, Н. М. Итоги и перспективы научных исследований по проблеме медицины труда и экологии человека в Восточно-Сибирском регионе / Н. М. Мещакова, В. С. Рукавишников, С. Ф. Шаяхметов. // Бюл. Вост.-Сиб. науч. центра СО РАМН. 2000. - №3. - С. 11-16.

65. Мищенко, Л. Н. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование: учебное пособие / Л. Н. Мищенко; Ом СХИ. Омск, 1991. - 164 с.

66. Монастырский, О. А. Скрытая токсичность продуктов питания и кормов / О. А. Монастырский. // Агрохимия. 1995. - № 7. - С. 114-119.

67. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных / под ред. А. П. Калашникова. М.: Знание, 1994. - 350 с.

68. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: учеб. для вузов / Ю. А. Ершов и др. ; под ред. Ю. А. Ершова. М. : Высш. шк., 2000. - 560 с.

69. Овчаренко, М. М. Снижение поступление кадмия в растения на загрязненных почвах / М. М. Овчаренко, И. А. Шильников, Г. А. Графская. // Агро-хим. вестн. 1999. - № 1. - С. 37.

70. Орлова, Э. Д. Микроэлементы в почвах Омской области и применение микроудобрений : учеб. пособие / Э. Д. Орлова ; ОмСХИ. Омск, 1989. - 60 с.

71. Павловская, Н. А. Клинико-лабораторные аспекты раннего выявления свинцовой интоксикации / Н. А. Павловская, Н. И. Данилова. // Медицина труда и пром. экология. 2001. - № 5. - С. 18-22.

72. Павловская, Н. А. Поведение свинца в организме человека и особенности ранней диагностики свинцовых интоксикаций. / Н. А. Павловская, В. А Кирьянов, А. В. Погабало. М., 1998. - 98 с.

73. Петрухин, В. А. Мониторинг фонового загрязнения природных сред. / В. А. Петрухин. Л., 1982. - С. 147-165.

74. Потатуева, Ю. А. Влияние кадмия на урожай сельскохозяйственных культур и накопление этого элемента в почвах и растениях / Ю. А. Потатуева, Н. В. Русаков, Прищеп Е. Г. // Агрохимия. 1998. - № 3. - С. 53-61.

75. Просянникова, О. И. Тяжелые металлы в почве и урожае / О. И. Про-сянникова, В. С. Анохин. // Агрохимический вестник. 1999. - № 4. - С. 1518.

76. Пчеловодов, Н. Н. Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и антидотные взаимодействия гомеопатических средств / Н. Н. Пчеловодов. // Гомеопатия и фитотерапия. 2000. - № 2. - С. 35-46.

77. Рабинович, М. И. Фармакокоррекция тяжелых металлов в организме коров в техногенных провинциях Южного Урала / М. И. Рабинович // Ветеринария. 1999. - № 11. - С. 40-43.

78. Рослый, О. Ф. Особенности комбинированного действия свинца, меди и цинка/ О. Ф. Рослый, С. Г. Домний, Т. И. Герасименко. // Медицина труда и пром. экология. 2000. - № 10. - С. 28-33.

79. Сидоренко, Г. И. Атомные объемы химических элементов как показатели их острой токсичности / Г. И. Сидоренко, В. В. Вашнова, Е. А. Можаев. // Гигиена и санитария 1999.- №2. - С. 50-51.

80. Скаржинская, Г. М. Уровень селена в крови коров / Г. М. Скаржинская, Е. А. Кузьменкова, В. JI. Иванова. // Ветеринария. 1997. - № 1. - С. 38-41.

81. Соколов, М. С. Возможности получения экологически безопасной продукции растениеводства в условиях загрязнения агросферы (экотоксикологи-ческий аспект ) / М. С. Соколов. // Агрохимия. 1995. - № 7. - С. 112-125.

82. Состояние окружающей природной среды в Омской области в1999 году: Докл. Гос. ком. по охране окружающей среды Омской области. Омск, 2000. - 200 с.

83. Степанюк, В. В. Влияние высоких доз свинца на элементный состав растений / В. В. Степанюк. // Агрохимия. 1998. - № 7. - С. 69-76.

84. Степанюк, В. В. Влияние соединений кадмия на урожай и элементный состав сельскохозяйственных культур / В. В. Степанюк. // Агрохимия. 1998.- № 6. С. 74-79.

85. Степанюк, В. В. Влияние сочетания соединений тяжелых металлов на урожай сельскохозяйственных культур и поступление тяжелых металлов в растения / В. В. Степанюк. // Агрохимия. 2000. - № 1. - С. 74-80.

86. Сухопарова, В. П. Поведение ксенобиотиков и тяжелых металлов при их комплексном введении в овощной севооборот / В. П. Сухопарова, Б. П. Стрекозов, О. А. Соколов. // Агрохимия. 1999. - № 11. - С. 72-79.