Проблемы интенсивного промышленного использования природных ресурсов и загрязнения окружающей среды различными химическими элементами являются актуальными и требуют углубленного исследования процессов их воздействия на организм. Медно-цинковая колчеданная руда, проникая в организм людей различными путями, накапливается в нем и оказывает патологическое воздействие на различные органы и системы. Кровь является одним из ценных биоиндикаторов за счет разнообразия своих функций.
Интенсивное промышленное использование природных ресурсов обусловливает существенные изменения распределения различных химических элементов в воздухе, почве, питьевой воде. В связи с этим неблагоприятному воздействию антропогенного фактора подвергаются лица, занятые на производстве, а также проживающие в горнозаводских зонах. Проникая с воздухом, водой и пищей, тяжелые металлы в составе руды накапливаются в организме, нарушая функции различных органов и систем, изменяя его реактивность и снижая резистентность. Многообразие функций крови – одной из дифференцированных и реактивных тканей – поставило ее в ряд ценных биоиндикаторов [1].
Цель нашего исследования была оценка характера воздействия медно-цинковой колчеданной руды на организм лягушки.
Материалы и методы исследования. Объектом исследования были патологические изменения кардиореспираторной системы и крови у лягушек (n = 40) массой 96,5 ± 21,5 граммов в результате воздействия медно-цинковой колчеданной руды. Предметом исследования явилась степень влияния руды на организм животных, изменения во внутренних органах (печень, сердце), а также характер связей между показателями, характеризующими состояние внешнего дыхания и периферической крови в динамике воздействия медно-цинковой колчеданной руды.
Работа выполнена на 40 лягушках рода Rana ridibunda весом 96,5 ± 21,5 г, выращенных в условиях искусственного разведения. Животные были разделены на 4 группы: 1-я (n = 10) – 10 дней воздействия руды, 2-я (n = 10) – 20 дней воздействия руды, 3-я (n = 10) и 4-я (n = 10) – контрольные группы. Параллельно с опытной группой велись исследования в контрольной группе. Образец руды предоставлен Учалинским горно-обогатительным комбинатом (г. Учалы). Компонентный анализ полученного образца руды выполнен методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) на атомно-абсорбционном спектрометре (Shimadzu AA 6200, Япония) и рентген-флуоресцентном спектрометре (Shimadzu EDX 800, Япония) в отделе аналитического контроля Государственного бюджетного учреждения Республики Башкортостан Управления государственного аналитического контроля (г. Уфа). Руду измельчали до порошкообразного состояния, добавляли в воду в количестве 2,85 г/л, что составляло 100 ПДК, исходя из предельно допустимых концентраций меди (1 мг/л), свинца (0,03 мг/л), мышьяка (0,05 мг/и) и кадмия (0,001 мг/л) в питьевой воде [2]. Лягушки контрольной группы находились в емкостях с водопроводной водой без руды. На 10-е и 20-е сутки воздействия медно-цинковой колчеданной руды животные были взвешены. Перед умерщвлением животные были помещены в раствор эфира в соответствии с Правилами обращения с лабораторными животными. После декапитации у животных подсчитывали частоту сердечных сокращений, определяли относительную массу сердца и печени. Забор крови осуществляли в эритроцитарные и лейкоцитарные смесители, подсчет эритроцитов и лейкоцитов осуществляли в камере Горяева по стандартной методике. Были приготовлены мазки крови, которые окрашивали по методу Романовского-Гимза. Подсчет лейкоцитарной формулы осуществляли с помощью микроскопа Альтами Био 2 (Россия). Статистический анализ результатов исследования проводили с помощью пакета прикладных программ Statisticа10 (StatSoft), определяли медиану, верхний (Q1) и нижний (Q3) квартили. Значимость различий между группами оценивали с помощью непараметрического критерия для сравнения трёх и более независимых групп (критерий Краскела-Уоллиса), выбранный в силу отсутствия нормального распределения. При проверке статистических гипотез принимали критический уровень значимости р < 0,05.
Результаты исследования: на 10-е сутки эксперимента в опытной группе достоверно увеличились следующие показатели: в 1,3 раза – относительная масса сердца, в 1,1 раза – относительная масса печени и в 1,4 раза – количество лейкоцитов (таблица 1). Количество эритроцитов по сравнению с контролем уменьшилось в 1,4 раза. На 20-е сутки в опытной группе наблюдалось достоверное увеличение по сравнению с контролем следующих параметров: массы тела животных – в 1,1 раза, относительной массы сердца и печени – в 1,5 раза и 1,4 раза соответственно, количества лейкоцитов – в 1,3 раза и количества эритроцитов – в 1,4 раза.
Таблица 1
Динамика кардиореспираторной системы организма лягушки под воздействием медно-цинковой колчеданной руды (Ме, Q1-Q3)
|
вес, г |
ЧСС, |
Относительная масса сердца, г |
Относит масса печени, г |
Эритроциты, х106 /мл |
Лейкоциты, х106 /мл |
|
|
контроль, 10 дней |
107,0 [85,0-130,0] |
60,0 [54,0-66,0] |
0,3 [0,3-0,3] |
2,9 [2,4-3,0] |
0,31 [0,29-0,40] |
0,18 [0,13-0,21] |
|
опыт, 10 дней |
115,0 [105,0-150,0] |
57,0 [48,0-60,0] |
0,4 [0,3-0,4], p = 0,0004 |
3,2 [3,0-3,5], p = 0,0373 |
0,22 [0,17-0,24], p = 0,0004 |
0,25 [0,24-0,30], p = 0,0022 |
|
контроль, 20 дней |
101,5 [93,0-108,0] |
59,5 [54,0-60,0] |
0,2 [0,2-0,3] |
2,9 [2,4-3,1] |
0,34 [0,27-0,43] |
0,22 [0,17-0,24] |
|
опыт, 20 дней |
114,0 [108,0-130,0], p = 0,0499 |
60,0 [48,0-60,0] |
0,3 [0,3-0,4], p = 0,0113 |
3,6 [3,4-4,1], p = 0,0058 |
0,47 [0,42-0,49], p = 0,0056 |
0,29 [0,23-0,33], p = 0,0059 |
Примечание: р – достоверность отличий опытной группы по сравнению с контрольной группой.
Таблица 2
Анализ лейкоцитарной формулы крови лягушек под воздействием медно-цинковой колчеданной руды ( %)
|
лимфоциты |
моноциты |
юные нейтрофилы |
палочко-ядерные нейтрофилы |
сегменто-ядерные нейтрофилы |
базофилы |
эозинофилы |
|
|
Контроль 1 |
68 |
4 |
3 |
2,5 |
5 |
2 |
8,5 |
|
Опыт, 10 дней |
79* |
1** |
2* |
2 |
6 |
2 |
4 |
|
Контроль 2 |
67 |
4 |
2 |
4 |
6 |
9,5 |
10 |
|
Опыт, 20дней |
84** |
1** |
0,5** |
1** |
2** |
7 |
6** |
Примечание: достоверность отличий опытной группы по сравнению с контрольной группой: * p < 0,05; ** p < 0,01.
Лейкоцитарная формула подопытных животных на 20-е сутки воздействия руды статистически значимо отличалась от контроля: в 1,5 раза увеличилось количество лимфоцитов, в 4,0 и 3,0 раза уменьшилось количество моноцитов и нейтрофилов соответственно (таблица 2).
Выводы. По результатам проведенных нами исследований можно сделать следующие выводы, что характер выявленных изменений в организме лягушек, вызванных воздействием компонентов руды, позволяет говорить о токсическом влиянии на организм в целом:
1. Интоксикация медно-цинковой колчеданной рудой в размере 100ПДК по меди, кадмию, свинцу и мышьяку в воде привело к увеличению относительной массы сердца и печени, общего количества эритроцитов и лейкоцитов в периферической крови земноводных, что связана с гематоксическим действием колчеданной руды [3].
2. Увеличение общего количества эритроцитов и лимфоцитов в крови лягушек явилось компенсаторной реакцией организма на загрязнение воды токсическими компонентами (свинец, кадмий, мышьяк) в составе медно-цинковой колчеданной руды.
3. Увеличение относительной массы печени у лягушек указывало на гепато-токсический эффект медно-цинковой колчеданной руды.
Заключение. Полученные результаты экспериментальных исследований подтверждают необходимость: постоянного контроля питьевых вод на наличие в них солей тяжелых металлов, а также постоянного контроля периферической крови у лиц, длительно контактирующих с медно-цинковой колчеданной рудой в производстве, а также у лиц, проживающих в горнозаводских зонах [4, 5].
Библиографическая ссылка
Самоходова Т.С., Каранинский Е.В., Каюмова А.Ф., Зиякаева К.Р. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВОЙ КОЛЧЕДАННОЙ РУДЫ НА ОРГАНИЗМ ЛЯГУШЕК В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Материалы МСНК "Студенческий научный форум 2024". – 2021. – № 9. – С. 12-14;URL: https://publish2020.scienceforum.ru/ru/article/view?id=486 (дата обращения: 16.04.2024).