Научная статья на тему 'Активность 6-алад в периферической крови овец при хроническом поступлении свинца с рационом'

Активность 6-алад в периферической крови овец при хроническом поступлении свинца с рационом Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
45
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ветеринарный врач
ВАК
Область наук
Ключевые слова
СВИНЕЦ / ОВЦЫ / ДЕГИДРАТАЗА Б-АМИНОЛЕВУЛЕНОВОЙ КИСЛОТЫ / ПЕРИФЕРИЧЕСКАЯ КРОВЬ / ХРОНИЧЕСКОЕ ПОСТУПЛЕНИЕ / АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТА / LEAD / SHEEP / DEHYDRATASE Б-AMINOLEVULINIC ACID / PERIPHERAL BLOOD / CHRONIC INTAKE / ACTIVITY OF THE ENZYME

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Кобялко В. О., Саруханов В. Я., Мирзоев Э. Б., Фролова Н. А., Губина О. А.

Одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды, и в частности агробиоценозов, является свинец и его соединения. На пастбищах сельскохозяйственные животные подвергаются трудно контролируемому воздействию токсиканта. В этом случае хроническое поступление свинца с рационом может не только являться причиной развития негативных биологических эффектов, но и приводить к превышению предельно допустимых концентраций (ПДК) металла в продукции животноводства. Снижение в периферической крови активности дегидратазы дельта-аминолевуленовой кислоты (дельта-АЛАД) рассматривается как один из наиболее чувствительных индикаторов воздействия свинца и свидетельствует об опасных уровнях металла в организме. В то же время для сельскохозяйственных животных практически отсутствуют данные о закономерностях изменения активности дельта-АЛАД в зависимости от содержания токсиканта в периферической крови. Исследование этого вопроса проводили в модельном эксперименте на овцах, которые в течение 90 сут, получали с рационом нитрат свинца в концентрациях 0 (1 группа), 5 (2 группа), 25 (3 группа) и 150 (4 группа) мг/кг корма. Активность дельта-АЛАД и содержание металла определяли в образцах крови, отобранной у животных перед утренним кормлением, в начале эксперимента и на 7, 14, 28, 42, 56, 70 и 90 сут исследования. У контрольных (интактных) животных активность дельта-АЛАД находилась в переделах 0,7-1,5 нмоль/мл эритроцитов, а содержание свинца 0,6-3,5 мкг/дл. На 7-е сут эксперимента концентрация металла в крови животных 2-ой группы достигала 7,9±1,3 мкг/дл, а активность фермента снижалась на 62%. У овец 3 и 4 групп увеличение содержания свинца до 11,2±0,8 и 27,6±1,9 мкг/дл ингибировало активность дельта-АЛАД на 82% и 91%, соответственно. В последующие сроки эксперимента у этих животных достигнутый уровень металла в крови изменялся незначительно, а активность фермента была практически полностью подавлена (2-3% от уровня контроля). Полученные результаты позволяют утверждать, что активность дельта-АЛАД овец остро реагирует на изменение уровня свинца в крови, которая уже при незначительном превышении (>4-5 мкг/дл) существенно снижается. Обнаруженная у овец относительно низкая базальная активность фермента и высокая эффективность его почти полного ингибирования малыми концентрациями свинца в периферической крови позволяет говорить о повышенной чувствительности этих животных к присутствию металла в окружающей среде. Этот факт позволяет рекомендовать оценку активности дельта-АЛАД в периферической крови овец в качестве перспективного способа биоиндикации загрязнения пастбищных угодий и кормов соединениями свинца.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Кобялко В. О., Саруханов В. Я., Мирзоев Э. Б., Фролова Н. А., Губина О. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ACTIVITY OF Д-ALAD IN THE PERIPHERAL BLOOD OF SHEEP CHRONICALLY AFFECTED BY LEAD

Lead and its compounds is one of the hazardous pollutants of the environment and agrobiocenoses in particular. On pastures agricutural animals are exposed to hardly regulated intake of the toxicant. In this case chronic intake of lead with the ration can not only be the cause of negative biological effects but also result in the excess of maximum allowable concentrations of the metal in animal products. A decrease in the activity of δ-aminolevulinic acid dehydratase (δ-ALAD) in the peripheral blood is treated as one of the most sensitive indicators of lead effect and signals of the dangerous metal levels in the body. For farm animals, however, there is practically no information on the connection between δ-ALAD activity and toxicant content. The study was carried out in a model experiment with sheep. The animals received for 90 days lead nitrate with the ration at the rate of 0 (group 1), 5 (group 2), 25 (group 3) and 150 (group 4) mg/kg feed. The δ-ALAD activity and metal content were measured in blood samples taken from animals before morning feeding, at the beginning of the experiment and on 7, 14, 28, 42, 56, 70 and 90 days of the study. In intact animals, S-ALAD activity varied from 0.7 to 1.5 nmol/ml erythrocytes and lead content from 0.6 to 3.5 μg/dl. On day 7, the metal concentration in animal blood in group 2 reached 7.9±1.3 μg/dl, and enzyme activity decreased by 62%. In sheep of groups 3 and 4, increase in the lead content to 11.2±0.8 and 27.6±1.9 μg/dl inhibited δ-ALAD activity by 82% and 91%, respectively. On subsequent days the achieved metal level in the blood varied insignificantly, and the enzyme activity was almost completely inhibited (2-3% of the control level). It is concluded that δ-ALAD activity of sheep actively responds to variations in the lead content in blood. Even on insignificant increase (>4-5 μg/dl) the activity significantly drops. The relatively low basal enzyme activity and high efficiency of its almost complete inhibiting by small concentration of lead in peripheral blood probably signify of common increased sensitivity of sheep to the presence of lead in environment. That fact allows to recommend δ-ALAD activity in sheepperipheral blood as a prospective means for biomarker of anthropogenic pollution of pasture areas and feed by lead compounds.

Текст научной работы на тему «Активность 6-алад в периферической крови овец при хроническом поступлении свинца с рационом»

3. Grimov, A.F. Sovremennye podkhody k sozdaniyu novykh pestitsidov [Modern approaches to development of new pesticides] / A.F.Grimov, V.A.Kozlov // Agrokhimiya. - 2003. - № 11. - P. 4-14.

4. Patomorfologicheskie issledovaniya organov krys pri otravlenii tiaklopridom I primenenii lechebnykh sredstv [Pathomorphological examination of rats' organs poisoned by Thiacloprid and treated by therapeutical means] / V.I.Egorov, K.F.Khalikova, D.V.Aleev [et al.] // Veterinarny vrach. - 2017. - № 3. - P. 35-39.

5. Zhulenko, V.N. Veterinarnaya toksikologiya [Veterinary Toxicology] / V.N.Zhulenko, M.I.Rabinovich, G.A.Talanov; edited by V.N.Zhulenko. - M.: Kolos, 2004. - 382 p.

6. Effektivnost sovmestnogo primeneniya sorbentov v ptitsevodstve [Effect of associate use of sorbents in Poultry Farming] / T.V.Zabolotskaya, M.Yu.Volkov, I.V.Drel, A.A.Ovchinnikov // Veterinarnaya meditsina. - 2009. - № 1-2. - P. 41-42.

7. Metodicheskie rekomendatsii po ispolzovaniyu shungita I tseolita v agropromyshlennom komplekse [Methodological guidelines on the use of shungite and zeolite in agro-industrial complex]. - Kazan, 2017. - 15 p.

8. Kormovye otravleniya I toksikoinfektsii zhivotnykh: monografiya [Fodder poisoning and toxicological infections of animal] / K.Kh.Papunidi, E.I.Semenov, A.I.Nikitin [et al.]. - Kazan: FSBRI «FCTRB-VNIVI», 2018. - 212 p.

9. Khokhlov, I.V. Morfologiya izmeneniya pecheni kur [Morphology if changes in hens' liver] / I.V.Khokhlov // Ptitsevodstvo. - 2006. - № 12. - P. 27-30.

УДК: 636.3.085/087:612.1:546.815:574.

DOI: 10.33632/1998-698X.2019-1-13-19

АКТИВНОСТЬ 6-АЛАД В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ОВЕЦ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ПОСТУПЛЕНИИ СВИНЦА С РАЦИОНОМ

В.О.Кобялко - кандидат биологических наук, вед. н.с.; В.Я.Саруханов - кандидат биологических наук, ст.н.с.; Э.Б.Мирзоев - доктор биологических наук, вед.н.с.; Н.А.Фролова - кандидат биологических наук, н.с.; О.А.Губина - н.с.; И.В.Полякова - мл.н.с.

ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии»(ВНИИРАЭ), г.Обнинск (249032, Калужская область, г.Обнинск, Киевское шоссе, 109 км (e-mail: [email protected]).

Одним из наиболее опасных загрязнителей окружающей среды, и в частности агробиоценозов, является свинец и его соединения. На пастбищах сельскохозяйственные животные подвергаются трудно контролируемому воздействию токсиканта. В этом случае хроническое поступление свинца с рационом может не только являться причиной развития негативных биологических эффектов, но и приводить к превышению предельно допустимых концентраций (ПДК) металла в продукции животноводства. Снижение в периферической крови активности дегидратазы дельта-аминолевуленовой кислоты (дельта-АЛАД) рассматривается как один из наиболее чувствительных индикаторов воздействия свинца и свидетельствует об опасных уровнях металла в организме. В то же время для сельскохозяйственных животных практически отсутствуют данные о закономерностях изменения активности дельта-АЛАД в зависимости от содержания токсиканта в периферической крови. Исследование этого вопроса проводили в модельном эксперименте на овцах, которые в течение 90 сут, получали с рационом нитрат свинца в концентрациях 0 (1 группа), 5 (2 группа), 25 (3 группа) и 150 (4 группа) мг/кг корма. Активность дельта-АЛАД и содержание металла определяли в образцах крови, отобранной у животных перед утренним кормлением, в начале эксперимента и на 7, 14,28, 42, 56, 70 и 90 сут исследования. У контрольных (интактных) животных активность дельта-АЛАД находилась в переделах 0,7-1,5 нмоль/мл эритроцитов, а содержание свинца - 0,6-3,5 мкг/дл. На 7-е сут эксперимента концентрация металла в крови животных 2-ой группы достигала 7,9±1,3 мкг/дл, а активность фермента снижалась на 62%. У овец 3 и 4 групп увеличение содержания свинца до 11,2±0,8 и 27,6±1,9 мкг/дл ингибировало активность дельта-АЛАД на 82% и 91%, соответственно. В последующие сроки эксперимента у этих животных достигнутый уровень металла в крови изменялся незначительно, а активность фермента была практически полностью подавлена (2-3% от уровня контроля). Полученные результаты позволяют утверждать, что активность дельта-АЛАД овец остро реагирует на изменение уровня свинца в крови, которая уже при незначительном превышении (>4-5 мкг/дл) существенно снижается. Обнаруженная у овец относительно низкая базальная активность фермента и высокая эффективность его почти полного ингибирования малыми концентрациями свинца в периферической крови позволяет говорить о повышенной чувствительности этих животных к присутствию металла в окружающей среде. Этот факт позволяет рекомендовать оценку активности дельта-АЛАД в периферической крови овец в качестве перспективного способа биоиндикации загрязнения пастбищных угодий и кормов соединениями свинца.

VETERINARY PHARMACOLOGY WITH TOXICOLOGY

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: свинец, овцы, дегидратаза 6-аминолевуленовой кислоты, периферическая кровь, хроническое поступление, активность фермента.

В различных регионах РФ наблюдается возрастание антропогенной нагрузки на окружающую среду [1]. Одной из наиболее опасных составляющих этого процесса является загрязнение агробиоценозов тяжелыми металлами (ТМ) и, в частности, свинцом. Соединения свинца, оказавшись в почве и водных объектах, после ряда химических превращений, непосредственно, и по трофической цепи через растения попадают в организм сельскохозяйственных животных [2]. В условиях пастбищно-выгульного содержания крупный рогатый скот (КРС), овцы и лошади подвергаются хроническому воздействию токсиканта, суммарную концентрацию которого в рационе оценить значительно сложнее, чем у животных, которые постоянно находятся на ферме при стойловом способе ведения хозяйства [3]. Долговременный характер поступления металла в организм может приводить к развитию негативных биологических эффектов, а в животноводческой продукции - к превышению ПДК.

Известно, что в организме млекопитающих основная часть свинца накапливается в костной ткани, но диагностическое значение при оценке степени воздействия металла имеет его содержание в периферической крови [4]. Одним из основных проявлений свинцовой интоксикации является нарушение синтеза гема, которое приводит к развитию эритроцитарной анемии [5]. Показано, что ионы свинца, уже в малых концентрациях, ингибируют активность дегидратазы 8-аминолевулиновой кислоты (8-АЛАД) в эритроцитах, участвующей в образовании порфобилиногена из двух молекул 8-аминолевулиновой кислоты (8-АЛА) [6]. В экспериментах на лабораторных животных и клинических обследованиях людей продемонстрировано, что снижение активности этого фермента можно рассматривать как один из наиболее чувствительных индикаторов воздействия свинца, свидетельствующее об опасных уровнях металла в организме [7, 8]. В тоже время для сельскохозяйственных животных практически отсутствуют данные о закономерностях изменения активности 8-АЛАД в зависимости от содержания токсиканта в периферической крови.

Целью настоящего исследования являлась оценка активности 8-АЛАД в периферической крови овец при хроническом поступлении разных концентраций свинца в организм с рационом.

Материалы и методы. Эксперимент проводили на 12 овцах романовской породы в возрасте 1-1,5 года и живой массой 33,0±1,1 кг. Содержание, кормление и уход за животными осуществляли в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных»

(Приказ Минзравсоцразвития России от 23.08.2010 г. №708 н), которые обеспечивали в условиях вивария Государственного научного учреждения Всероссийского научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания (ГНУ ВНИИФБ и П). Все работы с животными были выполнены в соответствии с общепринятыми этическими нормами, на основе стандартных операционных процедур, принятых во ВНИИРАЭ и правил Европейской Конвенции по защите животных, используемых для научных целей (ЕТБ 123) [9]. Корм задавали 2 раза в сут при свободном доступе к воде. Состав рациона: 0,3 кг комбикорма и 1,7 кг сена разнотравного. Рецепт комбикорма в %: ячмень - 44; пшеница - 41,4; шрот подсолнечный - 11,7; соль поваренная - 1; обесфторенный фосфат - 1; премикс - 1. Состав сена в %: сырое вещество - 87,9; жир - 2,26; клетчатка - 32,6; зола - 4,26; протеин -8,89.

Из экспериментальных животных были сформированы четыре группы по 3 головы в каждой. Первая группа являлась контролем. Овцы 2, 3 и 4 групп ежедневно, в течение 90 сут исследования, получали с рационом нитрат свинца в концентрациях 5 (1 МДУ), 25 (5 МДУ) и 150 мг/кг корма (30 МДУ), соответственно. Для этого 50 мл раствора нитрата свинца необходимой концентрации смешивали со 100 г комбикорма и задавали один раз в сутки, учитывая общее количество корма (в среднем 2 кг на голову), поступающего в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Суточное поступление металла на голову для овец 2 группы составило 10 мг, 3 группы - 50 мг, 4 группы - 300 мг, а доза воздействия, соответственно, - 0,3; 1,52 и 9,1 мг/кг веса. Образцы крови отбирали в пробирки с гепарином из яремной вены животных до кормления, в начале эксперимента и на 7-е, 14-е, 28-е, 42-е, 56-е, 70-е и 90-е сут исследования.

Активность дегидратазы 8-аминолевулиновой кислоты (8-АЛАД) определяли в периферической крови [10]. По 0,1 мл крови помещали в две пробирки Эппендорфф (2 мл) и оставляли в холодильнике при 1-4°С. Гидролиз эритроцитов проводили добавлением 0,65 мл Н2Од, нагретой до 1-37°С. Образцы перемешивали и помещали в термостат на 10 мин (1-37°С). К первой пробирке приливали 0,5 мл реактива В (блокирующий реагент: 0,653 г НдС12 растворяли в 25 мл Н2Од, добавляли 5 г трихлоруксусной кислоты (ТХУ) и доводили до 50 мл Н2Од) и 0,5 мл реактива А (раствор субстрата: 83,8 мг 8-аминолевулиновой кислоты растворяли в 50 мл 0,1 моль/л фосфатного буфера, рН 6,4). Во вторую пробирку - только 0,5 мл реактива А. Перемешивали и обе пробирки помещали в термостат на 1 час при

14

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ

№ 1/2019

1-37°С. После этого во вторую пробирку добавляли 0,5 мл реактива В, перемешивали и вместе с первой пробиркой центрифугировали 2 мин при 18000 д. Раскапывали в лунки 96-луночного планшета по 0,1 мл надо-садочной жидкости из каждой пробирки (по 4 лунки). В каждую лунку добавляли по 0,1 мл раствора С (реагент Эрлиха: 1 гр-диметиламинобензальдегид растворяли в 20 мл ледяной уксусной кислоты, добавляли 9,8 мл концентрированной НС1О4, и 1,6 мл 2,5% НдС12 раствора в ледяной уксусной кислоте). Инкубировали при комнатной температуре 5 мин, тщательно перемешивая. Измерения проводили с использованием детектора иммуноферментного анализатора Эта1ес МЯ-5500 при длине волны 555 нм.

Активность рассчитывали по формуле: Д=ДЕЧ881ДЮ, где:

А - активность АЛАД (нмоль 8-АЛАД/мл эритроцитов),

ДЕ - разность оптической плотности образцов из второй и первой пробирок,

HCt - гематокрит.

Содержание свинца (Pb) в крови овец определяли атомно-эмиссионным методом на приборе Liberty AX Sequential ICP-AES фирмы Varian после растворения зольного остатка [11].

Статистическую обработку результатов проводили методом вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента и пакета программ Microsoft Excel 2003. Различия значений считали достоверными при p<0,05 [12].

Результаты исследований. В течение всего времени эксперимента базальная активность 8-АЛАД в эритроцитах контрольных овец варьировала в переделах 0,7-1,2 нмоль/мл, а содержание свинца -0,6-3,5 мкг/дл (рис.1, 2).

1,8 1=6 1,4

m 1,2

0

1

| 1,0 К

Он

5 °'8

"ТВ

§ 0,6 0,4 0,2 0,0

< контроль 1 МДУ —А— 5 МДУ —30 МДУ

t--.^- i

14

28 42

56

70 90

сутки

Рис. 1. Активность 6-АЛАД в эритроцитах овец.

Это совпадает с данными об активности фермента у этого вида животных, полученных в работе Яо^щиеЕ-ЕБЙуа! а1 [10]. Увеличение поступления свинца в организм сопровождается его накоплением в эритроцитах периферической крови[13], что приводит к ингибированию ферментов, участвующих в синтезе гема, включая 8-АЛАД, 8-АЛА синтетазу и феррохелатазу [14]. Наиболее существенно подавляется активность 8-АЛАД, у которой имеется четыре участка связывания металла, предназначенных для ионов цинка [15]. При этом степень снижения активности фермента находится в зависимости от содержания свинца в периферической крови. Действительно, на 7-ые сут эксперимента концентрация

металла в крови животных 2-ой группы достигала 7,9±1,3 мкг/дл, а активность фермента снижалась на 62% (р<0,05) от уровня контроля.

У овец 3 и 4 групп увеличение содержания свинца до 11,2±0,8 и 27,6±1,9 мкг/дл ингибировало активность 8-АЛАД на 82% и 91% (р<0,05) от уровня контроля, соответственно. В последующие сроки эксперимента уровень металла в крови изменялся незначительно, а активность фермента была практически полностью подавлена (на 97-98% от уровня контроля, р<0,05). Только у животных 2 группы на 70 сут отмечали снижение концентрации свинца в крови до 5 мкг/дл, которое сопровождалось восстановлением активности фермента до 50% от уровня контроля.

к ЕТЕРИНАРНЫЙ

УЕТЕШ^У РИАРМАСО1_ОСУ WITH ТОХ!СО1_ОСУ

60

50 -

40

я 30 -

20 -

10

/

//

Л

■ч-—^ -----

—♦ 30МДУ -А-5МДУ -■■"1 МДУ контроль

-

1

»

исход

14

28

42

70

90

сутки

Рис. 2. Концентрация свинца в периферической крови овец.

Результаты определения активности фермента и построения вида зависимости этих показателей. По-содержания свинца у животных в течение всего вре- лученный график описывается степенной функцией: мени эксперимента (90 сут) были использованы для у=2,4789х-0'6564 (рис.3).

Рис.3. Зависимость активности дегидратазы 6-аминолевуленовой кислоты овец от концентрации

свинца в периферической крови.

Из представленных данных следует, что метод

определения активности дегидратазы 6-аминолеву-леновой кислоты в цельной крови овец может быть успешно использоваться для адекватной оценки наличия и уровня токсической нагрузки свинца на организм этих животных, не менее эффективной, чем определение концентрации в плазме крови субстрата этого фермента - 6-аминолевуленовой кислоты [16].

Заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что активность 6-АЛАД овец остро реа-

гирует на изменение уровня свинца в крови, которая уже при незначительном превышении (>4-5 мкг/дл) существенно снижается, а при концентрации металла в периферической крови выше 12-13 мкг/дл практически полностью ингибируется. Ежедневное поступление свинца с кормом в течение 3 мес эксперимента поддерживало в периферической крови овец всех опытных групп такие уровни металла, которые, в значительной степени, подавляли активность фермента. Даже при минимальной концентрации свинца в рационе

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ЖУРНАЛ

№ 1/2019

16

(5 мг/кг - 1 МДУ) относительное восстановление активности 8-АЛАД происходило только тогда, когда концентрация металла в периферической крови становилась ниже 5 мкг/дл. Необходимо отметить и тот факт, что базальная активность этого фермента у овец оказалась в 4-5 раз ниже, чем у КРС, а его ингибирование происходило при более низких концентрациях свинца [10]. Возможно, это обусловлено видовыми особенностями питания этих животных, так как КРС во время поедания травы на пастбищах захватывает вместе с ней почвенные частицы с более высокими концентрациями элементов, а для овец характерно поверхностное срезание травостоя. Данное обстоятельство могло повлиять на формирование у КРС механизмов, обеспечивающих повышенный уровень резистентности организма к воздействию тяжелых металлов, в том числе и свинцу.

Таким образом, обнаруженная у овец относительно низкая базальная активность 8-АЛАД и высокая эффективность ее почти полного ингибирования малыми концентрациями свинца в периферической крови говорит о повышенной чувствительности этих животных к присутствию металла в окружающей среде. Этот факт позволяет рекомендовать оценку активности 8-АЛАД в периферической крови овец в качестве перспективного биологического индикатора техногенного загрязнения пастбищных угодий и кормов соединениями свинца.

Хроническое воздействие свинца на активность дегидратазы 8-аминолевулиновой кислоты приводит к нарушению процесса синтеза гема, которое может отражаться на функциональной активности эритроцитов и провоцировать дополнительную нагрузку на легкие и сердечно-сосудистую систему.

Литература

1. Экологическое нормирование антропогенных нагрузок. 1. Общие подходы / В.С.Безель, Ф.В.Кряжимский, Л.Ф.Семериков, Н.Г.Смирнов // Экология. - 1992. - № 6. - С. 3-14.

2. Миграция ТМ в трофической цепи лактирующих коров Подмосковья / А.Н.Сироткин [и др.] // Доклады Рос-сельхозакадемии. - 2000. - № 4. - С. 37-39.

3. Бокова, Т.И. Влияние загрязнения окружающей среды на сельскохозяйственных и диких животных / Т.И. Бокова, К.Я.Мотовилов, И.И.Бочкарёв. - М, 1981. - 342 с.

4. A critical review of biomarkers used for monitoring human exposure to lead: advantages, limitations, and future needs / F.Jr.Barbosa, J.E.Tanus-Santos, R.F.Gerlach [et al.] // Environ Health Perspect. - 2005. - № 113. - P. 1669-1674.

5. U.S. Environmental Protection Agency. Air quality criteria for lead. Vol. 1 of 2. - 2006, EPA/600/R-5/144aF.

6. Metal-induced alterations of 8-aminolevulinic acid dehydratase / A.Bernard [et al.] // Mechanisms of chemical-induced porphyrinopathies. - New York: New York Academy of Sciences, 1987. - P. 41-47. [Annals of the New York Academy of Sciences: Vol. 514].

7. Nonsynergic effect of ethanol and lead on heme metabolism in rats / J.L.Santos [et al.] // Ecotoxicol. Environ. Saf. - 1999. -№ 43. - P. 98-102.

8. Erythrocyte aminolevulinate dehydratase activity as a lead marker in patientswith chronic renal failure / A.Fontanellas [et al.] // Am. J. Kidney Dis. -2002. - № 40. - P. 43-50.

9. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose. Cet №:123. Date 18.03.1986. Status as of:15.03.2010.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

10. Rodriquez-Estival, J. Blood Pb and 8-AAD inhibition in cattle and sheep from a Pb-polluted mining area / J. Rodriquez-Estival, J. A. Barasona, R. Mateo // Environmental Pollution. - 2012. - № 160. - P. 118-124.

11. Обухов, А. И. Атомно-абсорбционный анализ в почвенно-биологических исследованиях / А.И.Обухов, И.О.Плеханова. - М.: МГУ, 1991. - 136 с.

12. Лакин, Г.Ф. Биометрия: учеб. пособие для биол. спец. Вузов / Г.Ф.Лакин. - 4-изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк, 1990. - 352 с.

13. Коэффициенты перехода свинца из рациона в периферическую кровь овец / Э.Б.Мирзоев, В.О.Кобялко, О.А.Губина [и др.] // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. - 2016. - № 2 (18). - С. 90-95.

14. Rumbeiha, W.K. A retrospective study on the disappearance of blood lead in cattle with accidental lead toxicosis / W.K.Rumbeiha, W.E.Braselton, D.A.Donch // J. Vet Diagn Invest. - 2001. - № 13. - P. 373-378.

15. Sakai, T. Delta-aminolevulinic acid in plasmaor whole blood as a sensitive indicator of lead effects, and itsrelation to the other heme-related parameters / T.Sakai, YMorita // Int Arch Occup Environ Health. - 1996. - № 68. - P. 126-132.

16. Comparison of blood lead and blood and plasma 8-aminolevulinic acid concentrations as biomarkers for lead poisoning in cattle / G.K.Hwan [et al.] // J. Vet. Diagn. Invest. - 2010. - № 22. - P. 903-907.

VETERINARY PHARMACOLOGY WITH TOXICOLOGY

ACTIVITY OF A-ALAD IN THE PERIPHERAL BLOOD OF SHEEP CHRONICALLY AFFECTED BY LEAD

Kobyalko V.O. - Candidate of Biological Sciences; Sarukhanov V.Ya. - Candidate of Biological Sciences;

Mirzoev E.B. - Doctor of Biological Sciences; Frolova N.A. - Candidate of Biological Sciences;

Gubina O.A. - Researcher; Polyakova I.V. - postgraduate student.

Russian Institute of Radiology and Agroecology, Obninsk, Russia e-mail: [email protected]).

Lead and its compounds is one of the hazardous pollutants of the environment and agrobiocenoses in particular. On pastures agricutural animals are exposed to hardly regulated intake of the toxicant. In this case chronic intake of lead with the ration can not only be the cause of negative biological effects but also result in the excess of maximum allowable concentrations of the metal in animal products. A decrease in the activity of S-aminolevulinic acid dehydratase (S-ALAD) in the peripheral blood is treated as one of the most sensitive indicators of lead effect and signals of the dangerous metal levels in the body. For farm animals, however, there is practically no information on the connection between S-ALAD activity and toxicant content. The study was carried out in a model experiment with sheep. The animals received for 90 days lead nitrate with the ration at the rate of 0 (group 1), 5 (group 2), 25 (group 3) and 150 (group 4) mg/kg feed. The S-ALAD activity and metal content were measured in blood samples taken from animals before morning feeding, at the beginning of the experiment and on 7, 14, 28, 42, 56, 70 and 90 days of the study. In intact animals, S-ALAD activity varied from 0.7 to 1.5 nmol/ml erythrocytes and lead content from 0.6 to 3.5 yg/dl. On day 7, the metal concentration in animal blood in group 2 reached 7.9±1.3 yg/dl, and enzyme activity decreased by 62%. In sheep of groups 3 and 4, increase in the lead content to 11.2±0.8 and 27.6±1.9 yg/dl inhibited S-ALAD activity by 82% and 91%, respectively. On subsequent days the achieved metal level in the blood varied insignificantly, and the enzyme activity was almost completely inhibited (2-3% of the control level). It is concluded that S-ALAD activity of sheep actively responds to variations in the lead content in blood. Even on insignificant increase (>4-5 yg/dl) the activity significantly drops. The relatively low basal enzyme activity and high efficiency of its almost complete inhibiting by small concentration of lead in peripheral blood probably signify of common increased sensitivity of sheep to the presence of lead in environment. That fact allows to recommend S-ALAD activity in sheep' peripheral blood as a prospective means for biomarker of anthropogenic pollution of pasture areas and feed by lead compounds.

KEYWORDS: lead, sheep, dehydratase S-aminolevulinic acid, peripheral blood, chronic intake, the activity of the enzyme.

References

1. Ekologicheskoe normirovanie antropogennykh nagruzok. 1. Obshchie podkhody [Ecological rationing of anthropogenic loads. 1. General approaches] / V.S.Bezel, F.V.Kryazhimskiy, L.F.Semerikov, N.G.Smirnov // Ekologiya. -1992. - № 6. - P. 3-14.

2. Migraciya TM v troficheskoy cepi laktiruyushchikh korov Podmoskovya [Migration of HM in the trophic chain of lactating cows near Moscow] / A.N.Sirotkin [et al.] // Doklady Rosselkhozakademii. - 2000. - № 4. - P. 37-39.

3. Bokova, T.I. Vliyanie zagryazneniya okruzhayushchey sredy na selskokhozyaystvennykh i dikikh zhivotnykh [Influence of environmental pollution on agricultural and wild animals] / T.I.Bokova, K.Ya.Motovilov, I.I.Bochkarev. - M, 1981. - 342 p.

4. A critical review of biomarkers used for monitoring human exposure to lead: advantages, limitations, and future needs / F. Jr.Barbosa, J.E. Tanus-Santos, R.F. Gerlach [et al.] // Environ Health Perspect. -2005. - № 113. - P. 1669-1674.

5. U.S. Environmental Protection Agency. Air quality criteria for lead. Volume 1 of 2. - 2006, EPA/600/R-5/144aF.

6. Metal-induced alterations of 8-aminolevulinic acid dehydratase / A.Bernard [et al.] // Mechanisms of chemical-induced porphyrinopathies. - New York: New York Academy of Sciences, 1987. - P. 41-47. [Annals of the New York Academy of Sciences:Vol. 514].

7. Nonsynergic effect of ethanol and lead on heme metabolism in rats / J.L.Santos [et al.] // Ecotoxicol. Environ. Saf. - 1999. - № 43. - P.98-102.

8. Erythrocyte aminolevulinate dehydratase activity as a lead marker in patients with chronic renal failure / A.Fontanellas [et al.] // Am. J. Kidney Dis. -2002. - № 40. - P.43-50.

9. European convention for the protection of vertebrate animals used for experimental and other scientific purpose. Cet №:123. Date 18.03.1986. Status as of:15.03.2010.

10. Rodriquez-Estival, J. Blood Pb and 8-AAD inhibition in cattle and sheep from a Pb-polluted mining area / J. Rodriquez-Estival, J. A. Barasona, R. Mateo // Environmental Pollution. - 2012. - № 160. - P. 118-124.

11. Obukhov, A. I. Atomno-absorbcionny analiz v pochvenno-biologicheskikh issledovaniyakh. [Atomic absorption

18

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ

№ 1/2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.