Растущее антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к загрязнению всех сред обитания ксенобиотиками, в том числе и тяжёлыми металлами [1]. В работах многих исследователей уделяется большое внимание изучению закономерностей накопления тяжелых металлов в кормах, воде, почвах [4; 13; 14], органах и тканях различных видов сельскохозяйственных животных [8; 11; 16; 19].
Цель исследования заключалась в изучении влияния различных доз кадмия, превышающих максимально допустимый уровень, на биохимические показатели крови.
Материал и методы исследования. Работы проводились на курах-несушках кросса Родонит на птицефабрике «Туганская» Томской области в течение тридцати дней. Содержание кур батарейное. Были сформированы четыре группы кур, одна экспериментальная, четыре – опытные. Использовались растворы ацетата кадмия в концентрациях, в 5, 10, 20 и 30 раз превышающих максимально допустимый уровень (МДУ). Раствор соли кадмия выпаивали индивидуально каждой курице из лабораторной пипетки. Раствор изготавливали ежедневно. Взятие проб крови осуществляли острым методом в стеклянные пробирки объёмом 10 мл. Мазки крови изготавливали перед убоем при проколе гребня кур. Были изучены белковые фракции, общий белок, гемоглобин, лейкоцитарная формула. Анализы крови проводили на базе Областной ветеринарной лаборатории.
Результаты исследований и их обсуждение. Существенным показателем комплексного влияния тяжёлых металлов на организм птиц является изучение биохимических показателей крови. Анализ результатов таблицы 1 свидетельствует об изменении сывороточного общего белка кур при использовании разных доз Сd, превышающих максимально допустимый уровень. У птиц контрольной группы его показатель соответствовал норме, которая равна 43–59 г/л. Вместе с тем установлено достоверное увеличение уровня общего белка в ответ на введение кадмия. Усиление биосинтеза белка, согласно исследованиям А. Лениджер, объясняется усилением деятельности защитных механизмов животного организма на поступление токсических веществ [6].
Таблица 1
Влияние кадмия на содержание общего белка в сыворотке крови кур (г/л)
|
Превышение МДУ, раз |
|
σ |
Cv |
lim |
|
Контроль |
52,1±5,8 |
18,4 |
35,3 |
31,0 – 82,1 |
|
5 |
69,2±9,4 |
26,6 |
38,4 |
46,0 – 115,7 |
|
10 |
75,4±9,1* |
27,0 |
31,8 |
52,5 – 115,7 |
|
20 |
69,1±3,4* |
9,6 |
14,0 |
59,2 – 88,0 |
|
30 |
68,7±4,2* |
11,2 |
16,3 |
52,2 – 88,0 |
± SС увеличением от 10 до 30 МДУ кадмия возрастало количество общего белка, и максимальное его значение достигалось при 10 МДУ (Р<0,05). Повышение дозы кадмия до 20-30 МДУ не приводило к его снижению в сыворотке крови. При этом уровень белка у кур в опытных группах был выше, чем в контроле. По имеющимся данным литературы, повышение уровня специфических низкомолекулярных белков происходит в ответ на постоянную экспозицию токсиканта в живых организмах [17].
Следует обратить внимание на существенное (в 2 раза) снижение фенотипической изменчивости уровня общего белка у кур экспериментальных групп, получавших дозы в 20 и 30 раз превышавших МДУ. Причём коэффициент вариации уменьшился за счёт существенного уменьшения границ содержания общего белка у кур в сыворотке крови.
Донник И.М. и др. [1] в районах, контаминированных тяжёлыми металлами, наблюдали у коров биохимические сдвиги, в том числе достоверное снижение содержания общего белка до 66,96±1,20 г/л и альбуминов до 28,81±2,20%, что ниже нормативных значений на 29,3 и 26,5% соответственно.
Кадмий вызывает достоверное снижение доли альбуминов при дозах 20 МДУ и выше. При поступлении 30 МДУ имело место снижение показателя альбуминов на 62% по сравнению с контролем. Нужно отметить достоверное увеличение β-глобулиновой фракции при самой низкой дозе используемого токсиканта. В других группах такая тенденция сохранялась. Остальные фракции белков при этом мало изменились (табл. 2).
Таблица 2
Влияние Cd на белковые фракции сыворотки крови кур-несушек, %
|
Превышение МДУ, раз |
Показатель |
Белковые фракции |
|||
|
альбумины |
глобулины |
||||
|
α |
β |
|
|||
|
Контроль |
|
30,1 ± 2,3 |
21,4 ± 1,1 |
14,2 ± 2,9 |
34,3 ± 3,9 |
|
lim |
16,7 - 38,0 |
15,0 – 26,9 |
6,0 – 29,0 |
18,0 – 54,2 |
|
|
5 |
|
25,1 ± 4,1 |
21,8 ± 2,3 |
24,0 ± 2,3* |
29,1 ± 1,8 |
|
lim |
12,0 – 40,0 |
12,0 – 29,0 |
16,0 – 34,0 |
25,0 – 40,0 |
|
|
10 |
|
28,1 ± 1,8 |
20,4 ± 2,1 |
19,4 ± 2,9 |
32,1 ± 2,7 |
|
lim |
24,0 – 33,0 |
15,0 – 30,0 |
10,0 – 28,0 |
20,0 – 39,0 |
|
|
20 |
|
21,3 ± 1,5* |
21,6 ± 2,0 |
18,8 ± 3,7 |
38,3 ± 3,1 |
|
lim |
13,0 – 25,0 |
15,0 – 30,0 |
7,0 – 36,0 |
27,0 – 50,0 |
|
|
30 |
|
18,6 ± 3,4* |
19,6 ± 1,6 |
19,6 ± 3,9 |
42,2 ± 4,3 |
|
lim |
12,3 – 28,0 |
15,0 – 22,3 |
10,0 – 28,0 |
34,0 – 54,0 |
|
При исследовании влияния кадмия на организм птицы большое значение имеет анализ лейкоцитарной формулы. Лугаськова Н.В. и др. обнаружили, что поступление высоких доз металлов вызывает у птенцов мухоловки-пеструшки повышение уровня лимфоцитов и эозинофилов [7].
Защитная реакция организма на высокие дозы кадмия проявлялась увеличением в 3,5 раза количества эозинофилов (Р<0,01) (табл. 3). Более низкие дозы токсиканта приводили к достоверному снижению количества сегментоядерных нейтрофилов и повышению числа лимфоцитов в лейкограмме. Известно, что отсутствие или уменьшение количества эозинофилов свидетельствует об интоксикации организма [3].
Таблица 3
Влияние Cd на лейкоцитарную формулу крови кур-несушек, %
|
Показатель |
Превышение МДУ, раз |
|||||
|
контроль |
5 |
10 |
20 |
30 |
||
|
Базофилы |
0,78 ± 0,36 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Эозинофилы |
1,11 ± 0,51 |
1,0 ± 0,38 |
2,75 ± 0,75 |
3,86 ± 0,74** |
3,86 ± 0,67** |
|
|
Ней- тро- филы |
юные |
0,22 ± 0,01 |
0 |
0,25 ± 0,16 |
0 |
0 |
|
п/ядерн |
2,44 ± 0,69 |
1,14 ± 0,26 |
0,25 ± 0,16 |
3,29 ± 0,75 |
1,25 ± 0,37 |
|
|
с/ядерн |
15,78 ± 2,9 |
8,71 ± 0,57* |
8,88 ± 0,8* |
15,57 ± 3,02 |
11,38 ± 0,91 |
|
|
Лимфоциты |
78,44 ± 3,4 |
88,7 ± 0,92* |
87,63 ± 0,82* |
72,57 ± 3,59 |
82,63 ± 1,16 |
|
|
Моноциты |
1,22 ± 0,43 |
0,43 ± 0,20 |
0,5 ± 0,5 |
2,71 ± 0,81 |
1,0 ± 0,44 |
|
Таким образом, разные дозы кадмия приводили к изменению соотношения белых кровяных клеток в лейкоцитарной формуле кур-несушек.
Изучено влияние ТМ на содержание гемоглобина (Hb) в крови кур-несушек (табл. 4). Средний уровень его концентрации был несколько меньше нижней границы нормы (89 г/л). Доза кадмия, десятикратно превышавшая допустимый уровень, вызывала понижение содержания гемоглобина у белых крыс [2].
Таблица 4
Влияние тяжёлых металлов на содержание гемоглобина (г/л)
|
Превышение МДУ, раз |
|
σ |
Cv |
lim |
|
Контроль |
103,6±4,3 |
13,0 |
12,5 |
87,0-120,0 |
|
5 |
96,5±2,8 |
8,0 |
8,3 |
87,0-107,0 |
|
10 |
102,6±2,8 |
7,4 |
7,2 |
95,0-116,0 |
|
20 |
104,0±4,7 |
13,2 |
12,7 |
88,0-124,0 |
|
30 |
95,5±2,4 |
6,9 |
7,2 |
80,0-100,0 |
Фенотипическая изменчивость содержания гемоглобина у кур опытных групп при разных дозах поступления в их организм Cd была невелика (Cv=12,7 – 7,2%). Следует отметить, что изменчивость содержания общего белка в сыворотке крови при поступлении в организм этих металлов была значительно выше (Cv=38,4 – 11,7%).
Повышенные дозы тяжелых металлов влияют на их аккумуляции в органах, тканях [16; 18; 20] и признаки продуктивности [12; 21]. Поэтому важен поиск биохимических и химических маркеров прижизненной неинвазивной оценки уровня накопления тяжелых металлов в организме. Исследователями была показана возможность оценки аккумуляции цинка в мышцах и костях птицы [9] и других видов животных [5; 10].
Выводы. Все дозы кадмия, превышающие максимально допустимые уровни, приводят к существенному увеличению содержания общего белка в сыворотке крови птиц, что следует рассматривать как усиление защитной реакции организма. В то же время не замечено чётко выраженных изменений в соотношении белковых фракций сыворотки крови кур-несушек. Доля эозинофилов увеличилась в три раза, снижение уровня сегментоядерных нейтрофилов отмечено только при 5 и 10 МДУ. Выявлено, что повышенные дозы кадмия не вызывают достоверных изменений уровня гемоглобина в крови кур-несушек.
Рецензенты:
Титова Э.В., д.с.-х.н., заместитель директора ФГБУ «Станция агрохимической службы «Томская», г. Томск.
Кочнев Н.Н., д.б.н., профессор кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет», г. Новосибирск.