Влияние микроэлементного состава ельца сибирского байкальского бассейна на его гематологические показатели

Таким образом, инъекция 5 мкг на 40 кг живой массы рилизинг-гормона «Сурфагон» стимулирует выделение и синтез СТГ уже через 42 часа и тем самым способствует повышению роста и развития организма телят в постнатальный период их развития, что в конечном итоге проведет к интенсификации прироста живой массы телят.

Кроме того, повышение концентрации соматотролного гормона в крови телят способствует не только приросту живой массы, но и эффективной трансформации потребляемого корма в животноводческую продукцию, т.е. в мясную.

С.Г. Гармаева, C.B. Гомбоева, О.Е. Мазур, Н.М. Пронин

г. Улан-Удэ

Влияние микроэлементного состава ельца сибирского Байкальского бассейна на его гематологические показатели*

The comparative analysis hematological parameters and the contents of zinc, copper and had in liver Leuciscus leuciscus baicalensis from the river Selenga (145 hns and 30 kms from a mouth), bay Cherkalov and Chivyrkuy bay of Lake Baikal is carried out. The contents of heavy metals raises in a line: Chivyrkuy bay - bay Cherkalov - the river Selenga, thus hematological parameters worsen.

Данные по содержанию тяжелых металлов (TM) в гидробионтах Байкальской природной территории приведены в работах Ветрова с соавторами (1989, 1997), Корнакова с соавторами (1985, 1986), Грошевой с соавторами (1990, 1991), Погадаевой с соавторами (1998), Дырхеевой и Пронина (2001), Рудневой (2001), Гомбоевой с соавторами (2003), в которых освещены экологические аспекты накопления некоторых ТМ в зависимости от условий обитания, эколого-трофического статуса, возраста рыб и сезонов года. Но в литературе отсутствуют данные о комплексном изучении содержания ТМ и физиологических показателей гидробионтов озера Байкал.

Важнейшим условием нормального функционирования организма является поддержание постоянства внутренней среды, которое достигается деятельностью ряда систем, находящихся между собой в сложных регуляторных взаимоотношениях. К их числу относится кроветворная система, которая является наиболее чувствительным показателем влияния различных веществ на организм. Как правило, токсиканты одновременно воздействуют на разные показатели крови, что обусловлено наличием множества коррелятивных связей между отдельными частями системы (Микряков, Лагтирова, 1997).

Целью данной работы явилось определение гематологических параметров ельца сибирского Leuciscus leuciscus baicalensis и уровня накопления в его органах и тканях некоторых микроэлементов (медь, свинец, цинк).

Материал и методы исследования

Исследования проведены в марте - апреле 2005 г. в разных районах бассейна оз. Байкал: станция Монахово (Чивыркуйский залив оз. Байкал); станция Истомино (залив Черкалов оз. Байкал); станция Колесово (участок р. Селенга ниже Селенгинского целлюлозно-картонного комбината (СЦКК) - 30 км от устья); станция Зенит (участок р. Селенги ниже Улан-Удэнского промышленного узла - 145 км от устья). У всех исследованных рыб измеряли длину тела, массу, определяли пол, возраст по чешуе (Правдин, 1966). Выборка рыб из всех популяций была представлена половозрелыми особями, с преобладанием самок в возрасте 5 + - 7 +, длиной 163-215 мм и массой - 55-120 г. Общий объем материала - 74 экземпляра ельца.

Кровь от живых рыб отбирали пастеровской пипеткой из гемального канала хвостового стебля. Определение реакции красной и белой крови проводилось на основе учета уровня гемоглобина (по Сали), общего числа эритроцитов (в камере Горяева) и лейкоцитов непрямым методом, а отдельных их клеточных форм - путем идентификации на препаратах крови, окрашенных по Паппенгейму, При видовом определении лейкоцитов и идентификации форменных элементов крови была использована классификация Ивановой (1983). На препаратах определяли соотношение зрелых и молодых эритроцитов на 500 клеток, лейкоцитарную формулу - на 200 клеток белой крови.

* Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 05-04-97268

202

В качестве объектов количественного микроэлементного исследования органов и тканей ^ыб выбраны медь, цинк и свинец, которые Европейская экологическая комиссия ООН оттосяа к числу экологически значимых тяжелых металлов и приоритетных загрязнителей окружающей среды. Для исследования содержания микроэлементов брали различные органы и ткани рыб (мышцы, печень, шжу с чешуей, жабры, кости, гонады). В полученных пробах определение концентрации тяжелых металлов проведено с помощью эмиссионного спектрального анализа.

Результаты исследования

Максимальное количество микроэлементов (независимо от потенциальной токсичности или эссенциальности элемента) накапливается в печени ельца сибирского, а минимальное - в гонадах. Поэтому печень была выбрана нами в качестве маркера накопления металлов. Концентрация меди и цинка в печени рыб, выловленных в Чивыркуйсшм заливе (Монахово) и заливе Черкалов (Истомино), значительно ниже аналогичных показателей рыб из реки Селенга (Коле-сово и Зенит) (рис. 1). Лидерами по содержанию свинца в печени ельца стали особи, пойманные в районе станции Зенит.

мг/кг

Мошхово Истомино Колесом Зенит

Рис. I. Содержание меда, цинка и свшща (мг/кг сырой массы рыб) в печени ельца Байкальского бассейна.

Абсолютным доминирующим металлом в печени исследованных рыб являлся цинк. Рецессивным элементом оказался свинец. Промежуточное положение по биоаккумуляции печени заняла медь. Подобное распределение микроэлементов в живых организмах описано Кудриным с др. соавторами (2000).

Максимальная концентрация цинка в печени ельца обнаружена на станции Колесово, а минимальная - в Истомино. Наиболее высокие показатели концентрации меди отмечены в печени рыб реки Селенга (Колесово и Зенит). Элиминация меди в том же органе наблюдалась у ельцов Чивыркуйского залива. Наименьшее содержание свинца регистрировалось у ельца, выловленного вблизи станции Колесово, наибольшее - у рыб со станции Зенит.

Содержание микроэлементов в печени ельца исследованных популяций снижается в ряду: цинк - медь - свинец. При этом концентрация цинка в десятки раз выше, чем концентрация меди, а концентрация меди, в свою очередь, на порядок выше, чем концентрация свинца. Установленный уровень накопления цинка, меди и свинца в органах и тканях ельца сибирского согласуется с литературными данными (Гомбоева, Пронин, Цыренов, 2003) и не превышает рыбохозяй-ственные и санитарно-гигиенические ПДК для сырой массы мышц рыб. Исключение составлял уровень аккумуляции цинка в печени рыб из р. Селенги на станциях Колесово и Зенит. Наиболее удовлетворительная экологотоксическая ситуация по содержанию ТМ в печени ельцов из Чивыркуйского залива и залива Черкалов.

Гематологический анализ показал, что кровь ельца Чивыркуйского залива оз. Байкал имела низкий процент фагоцитов (моноцитов, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов), функционально неактивных эритроцитов (незрелых), высокий уровень иммуноцитов (лимфоцитов), гемоглобина, эритроцитов (рис. 2, 3). Полученные данные являются достоверными показателями благоприятной экологической ситуации в этом районе Байкала для здоровья ельца.

У ельца р. Селенга (станции Колесово и Зенит) количество лимфоцитов и концентрация гемоглобина в крови снижались, а число незрелых эритроцитов резко увеличивалось, при этом наблюдаемый уровень накопления цинка в печени рыб превышал ПДК, принятый для сырой массы мышц пресноводных рыб (рис.2). Высокое накопление цинка в рыбах объясняется многолетним поступлением недостаточно очищенных промышленных сточных вод г. Улан-Удэ, содержавших такие концентрации цинка, которые превышали фоновые значения в несколько раз

203

(Проблемы ,.., 1997). Очевидно, что накопление цинка в печени ельцов до концентрации приблизительно 100 мг/кг сырой массы приводит к переводу этого микроэлемента из разряда «эссе нци ал ьные» в разряд ((токсичные».

120-,

100-

80-1 * 1 1 11 1

60-

40-1 "(ш

20-

0-

(О цинк  лимфоциты  гемоглобин

Монако во

Истомине Зенит

Коле со во

Рис. 2. Количество лимфоцитов (%), концентрация гемоглобина (г/л) и содержание цинка (мг/кг сырой массы рыб) в печени ельца сибирского разных популяций.

В крови рыб, выловленных у станции Зенит, количество лейкоцитов и концентрация общего белка ниже, чем в Чивыркуйском заливе, а доля незрелых (включая миелоциты) и зрелых ней-трофилов выше (рис.3). Возможно, что это связано с повышенной концентрацией свинца и цинка в органах и тканях рыб на этой станции. Выявленные изменения в гематологических показателях - результат хронического воздействия промышленных сточных вод г. Улан-Удэ, содержащих опасные концентрации свинца и цинка (Проблемы 1997).

Монахово Истомило Колесово Зенит

Поник 5 свинец  лейкоциты  общий белок

Рис. 3. Количество лейкоцитов (тыс./мкл), количество общего белка (г/100мл) и содержание цинка (мгЛООг сырой массы рыб) и свинца (мг/кг сырой массы рыб) в печени ельца сибирского разных популяций

Снижение уровня общею белка плазмы крови (при действии различных химических агентов), описанное Лукьяненко (1983), согласуется с полученными результатами наших исследований. Уменьшение общего количества лейкоцитов, лимфоцитов в периферической крови и уровня общего белка в сыворотке крови, свидетельствуют о снижении защитных сил организма рыб, в том числе, возможно, за счет накопления тяжелых металлов в печени ельцов со станции Зенит.

Елец залива Черкалов по гематологическому статусу приближается к рыбам Чивыркуйского залива, но имеет некоторые отличия в количественно-качественном составе крови. Общее количество эритроцитов крови у рыб обеих популяций практически одинаково. Однако, встречаемость незрелых эритроцитов в крови ельцов на станции Истомино более высокая, содержание лейкоцитов меньше, чем у рыб из Чивыркуйского залива. Выявлены изменения в лейкоцитарной формуле крови в виде невысокого снижения числа нейтрофилов, увеличения уровня лимфоцитов, появления в крови моноцитов, что указывает, очевидно, на развитие компенсаторных реакций органов гемопоэза в ответ на накопление определенной концентрации меди.

Таким образом, наиболее существенные отклонения в гематологическом статусе свидетельствующие о развитии дестабилизирующих процессов в гомеостазе, имел елец сибирский из русла реки Селенга, выловленный на станциях Колесово и Зенит. Согласно литературным дан-

204

ным снижение количества лимфоцитов в крови происходит при почечной недостаточности, интоксикациях и недостаточности кровообращения (Серпунин, Коробейникова, 1997). Уменьшение уровня гемоглобина в крови наблюдается при кровопотерях, анемиях, снижении интенсивности образования эритроцитов и ускоренном разрушении эритроцитов (Иванова, Головина, 1984). Очевидно, что накопление в печени свинца и цинка негативно отразилось на гемопоэзе популяций ельца сибирского реки Селенга.

Заключение

Гематологические показатели (ярко-выраженный лимфоидный характер крови, низкий процент фагоцитов, высокий уровень гемоглобина) при низком содержании микроэлементов в органах и тканях Чивыркуйской популяции ельца сибирского указывают на достаточно благоприятную экологическую ситуацию в Чивыркуйском заливе оз. Байкал, который может служить в качестве контрольного полигона при мониторинге здоровья рыб и других гидробионтов в Байкальской природной территории. Изменения в гематологических реакциях ельцов залива Чер-калов оз. Байкал протекали в пределах компенсаторных реакций и адаптивных возможностей вида. Наиболее существенные отличия по содержанию микроэлементов (цинк, свинец) и гематологическим характеристикам имел елец сибирский из русла р. Селенга ниже Улан-Удэнского промышленного узла и СЦКК.

Благодарности. Авторы глубоко признательны к.б,н. Болоневу Е.М., Толочко JI.B. (ИОЭБ СО РАН) за помощь в сборе и обработке материала.

Литература

1. Ветров В.А., Корнакова Э.Ф., Кузнецова А.И., Коробейникова Л.Г. Содержание металлов в рыбах Байкала 11 Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л,, 1989, - Т. 12. - С, 88-100.

2. Ветров В.А., Кузнецова А,И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. - Новосибирск: Наука, 1997.-237 с.

3. Гомбоева C.B., Пронин Н.М., Цыренов В.Ж. Распределение тяжелых металлов в органах и тканях рыб с различным типом питания в прибрежно-соровой зоне Байкала // Сибирский экологический журнал. - 2003. - К» 5.-С. 561-564.

4. Грошева Е.И., Климашевская З.А., Зайчик В.Е, Кумуляция тяжелых металлов и микроэлементов в гидробио-нтах оз. Байкал // Проблемы экологической химии и токсикологии в охране природы. - Байкальск, 1990. - С. 64-65.

5. Грошева Е.И., Климашевская З.А., Зайчик В.Е., Дубровин А.П. МикроэлементныЙ состав мышечной ткани рыб в дельтовой зоне р. Селенги // Мониторинг и оценка состояния Байкала и Прибайкалья, - Л„ 1991, - С. 229-231.

6. Дырхеева Н.С., Пронин Н.М. Содержание металлов в органах и тканях рыб с различным типом питания (Чивыркуйский залив оз. Байкал) // Современные проблемы гидробиологии Сибири: Тез. докл. Всерос. конф. -Томск, 2001. С. 114-115.

7. Иванова Н.Т. Атлас клеток крови рыб, М.: Лег. и пиш. пром-сть, 1983. - 184 с,

8. Иванова Н.Т., Головина H.A. Современные гематологические исследования в ихтиопатологии и их диагностическое значение Ü Биологические основы рыбоводства: паразиты и болезни рыб. - М.: Наука, 1984. - с. 135-144.

9. Корнакова Э.Ф., Ветров В.А., Каэачевский И.В., Кузнецова А.И. О содержании микроэлементов в тканях байкальских гидробионтов // Круговорот веществ и энергии в водоемах. - Иркутск, 1985. Вып. 3. - С. 117118.

10. Корнакова Э.Ф Микроэлементный состав гидробионтов (Байкала) // Прогнозирование экологических процессов. - Новосибирск, 1986. - С. 121-124,

lt. Кудрин A.B., Скальный A.B., Жаворонков A.A., Скальная М.Г., Громова O.A. Иммунофармакология микроэлементов. M.: КМК, 2000. - 509 с.

12. Лукьяненко В.И. Общая ихтиотоксикология. М.; Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - 320 с.

13. Микряков В.Р., Лалирова Т.Е. Влияние солей некоторых тяжелых металлов на картину белой крови молоди ленского осетра Acipenser baeri Brandt // Вопросы ихтиологии, - 1997. - Т. 37. - №4. - С, 538-542.

14. Погадаева Т.В., Смирнов В.В., Смирнова-Залу ми Н.С., Титова Е.Ю. Тяжелые металлы <Zn, Fe, Cu, Mn, Pb) в тканях и органах байкальского омуля // Сибирский экологический журнал. - 1998. - № 5. - С. 477-483.

15. Правдин И,Ф. Руководство по изучению рыб, - М.: Пищ. пром-сть, 1966. - 375 с.

16. Проблемы охраны озера Байкал и природопользования в Байкальском регионе в 1996 г. Охрана озера Байкал и обеспечение рационального природопользования в Байкальском регионе // Ежегодный доклад правительственной комиссии по Байкалу. М., 1997.-С. 11-16.

! 7. Руднева H.A. Тяжелые металлы и микроэлементы в гидробионтах Байкальского региона, - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001- 136 с.

18, Серпунин Г.Г., Коробейникова Е.Г. Реакция системы крови карпа (Cyprinus carpió L.) на воздействие тяжелых металлов // Первый конгресс ихтиологов России: Тез. докл. (Астрахань, сентябрь 1997 г.). М.: ВНИРО. 1997.-С. 237.

205