CC BY
19УДК 619
Динамика накопления и выведения свинца из организма птицы
Еськов Е.К., Еськова М.Д., Кирьякулов В.М.
Российский государственный аграрный заочный университет, r. Балашиха
И
зучали скорость резорбции свинца в желудочно-ки- Ключевые слова: свинец, птица, резорбция, выведение, ко-
шечном тракте птицы и аккумуляцию этого элемента эффициент биологического поглощения
ее морфологически и функционально различающимися органами и тканями. Минимальная летальная доза свинца, составляющая 1.5 мг/кг живой массы утки, влияет на уменьшение ее массы, восстанавливающейся после его резорбции в желудке. С динамикой массы тела сопряжено поглощение и выведение свинца из организма. Скорость этих процессов находится в прямой зависимости и существенно различается у разных органов и тканей. Особенно высокой скоростью поглощения и выведения синца отличаются когти, почки, печень и перья, наименьшей - жир, сердце и мышцы. Интенсивное выведение из организма минимальной летальной дозы свинца начинается примерно через 2 - 2.5 месяца после освобождения от него желудочно-кишечного тракта птицы.
Введение. Свинец, как и другие тяжелые металлы, поступает в окружающую среду из природных источников (вулканическая деятельность, выветривание горных пород, эрозия почв и т.п.), а также в процессе антропогенной деятельности (добыча и переработка полезных ископаемых, сжигание топлива, применения минеральных удобрений и др.). Аккумулируясь в почве, растениях и животных, свинец представляют возрастающую угрозу для нормального функционирования природных и антропогенных экосистем. Удаление из почвы тяжелых металлов происходит медленно в ходе ее выщелачивания и эрозии, а также в результате извлечения растительностью. Период полуудаления кадмия находится в пределах от 13 до 110, а свинца - от 740 до 5900 лет [1]. В растения свинец поступает из почвы, воды и атмосферы, а в организм человека и животных - с пищей, водой и пылью. Аккумуляция свинца в организме может поражать нервную систему, подавлять синтез белка, оказывать гонадотоксическое и эмбриотоксическое действие и др. [2].
Отравление птиц свинцом возможно при заглатывании ими свинцовой дроби, используемой охотниками для отстрела животных. В наиболее посещаемых охотниками угодьях в течение года может накапливаться до 10 кг/га свинца, что соответствует 5 - 11 дробинкам на 1 м2. У водоплавающих птиц заглатываемая дробь, задерживаясь в желудке, вероятно, может заменять гальку, выполняя функцию гастролитов [3]. Но наличие в пищеварительном тракте дроби нередко становится причиной отравлений свинцом [4-8].
В задачу настоящего исследования входило изучение токсичности свинца, попадающего в желудочно-кишечный тракт птиц и используемого ими в качестве гастролитов. Предпринята также попытка изучения интенсивности накопления и выведения свинца функционально и морфологически различающимися органами и тканями тела птиц, что важно для понимания физиологических механизмов, обуславливающих развитие свинцовых отравлений.
Материалы и методы исследования. Исследование выполнено на обыкновенной крякве (Anas platyrhynchos), возраст которых на начало исследований находился в пределах 2 - 3-х месяцев до 1.3 - 2.4 лет. Уток постоянно содержали в вольерах размером 3.0-2.0-2.5 м, пол которых сочетал деревянный настил с речным песком. Птицы имели неограниченный доступ к воде и корму (комбикорму и пшенице крупного помола). Подопытным уткам однократно орально вводили по одной дробине массой 1.44±0.01 г (картечь). Перед этим и в последствии уток взвешивали. Наличие картечи в желудочно-кишечном тракте контролировали рентгеном и в процессе препарирования уток, проводившегося через неравные интервалы времени (в начале опыта чаще, в конце реже). Обнаруживаемые в желудке остатки картечи взвешивали с точностью до 0.5 мг.
Препарируемые части органов и тканей консервировали в этиловом спирте, а затем анализировали содержание в них свинца. Процесс подготовки проб к анализу заключался в их высушивании до постоянной массы и минерализации. Полную
минерализацию проб проводили в герметически закрытых реактивных камерах аналитического автоклава (МКП-04) смесью азотной кислоты и пероксида водорода в соответствии с МУК 4.1.985-00 и МИ 2221-92. Минерализаты переводили на требуемый объем деионизированной водой. Контрольный раствор (смесь азотной кислоты и пероксида водорода) помещали в реактивную камеру без анализируемой пробы.
Содержание свинца в минерализатах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Для этого использовали спектрометр КВАНГ^.ЭТА («КОРТЭК»). В анализаторе этого типа перевод пробы в состояние атомного пара происходит в графитовой трубчатой электротермической печи, нагреваемой до температуры атомизации анализируемого элемента. В нее микропипеткой вводили пробы анализируемых веществ объемом 5 мкл. Значение массовой концентрации элемента в пробе вычисляли по градуировочной кривой, получаемой в процессе измерения нескольких калибровочных точек с ошибкой, не превышающей 8%. Управление прибором, обработка результатов анализа, отображение и хранение информации в спектрометре указанного типа производится персональным компьютером с программным обеспечением QUANT ZEEMAN 1.6.
Результаты и их обсуждение. Из 55 уток, в желудочно-кишечный тракт которым вводили картечь, погибло 5 уток. Их гибель происходила через 7, 51, 54, 73 и 8б суток. Картечь, находившаяся в желудках этих уток, полностью резорбировалась. Только у одной из этих уток, прожившей всего 7 суток, в желудке осталось 1.07 г свинца (0.37 израсходовано).
Гибели всех птиц предшествовало резкое уменьшение массы тела. У относительно молодых уток (до года), масса тела которых исходно составляла 0.71 - 0.86 кг, перед гибелью уменьшалась примерно в 1.5 раза, у относительно старых (более 2 лет) с исходной массой от 1.29 до 1.33 кг - почти вдвое. Уменьшение массы тела на 10 - 20% происходит также в течение первых 10 - 15 суток после заглатывания картечи у уток, сохраняющих жизнеспособность. В дальнейшем у них масса тела увеличилась, приближаясь к норме, у молодых через 4 - 5.5 мес. и примерно через 8 мес. у старых.
Рентгенографические обследования, проводимые на пятые сутки после заглатывания птицами картечи, регистрировали ее наличие в желудках. У уток, препарируемых на 17 - 20 сутки остатков картечи в желудках не обнаруживали. За это время она полностью истиралась и резорбировалась. Процессу истирания картечи и уменьшению размера нередко сопутствовало изменение ее формы из шарообразной в дискообразную.
Средняя скорость резорбции картечи в желудочно-кишечном тракте составляла 0.13 г/сут, варьируя в пределах от 0.08 до 0.21 г/сут. Неравномерность динамики резорбции картечи в желудках и аккумуляции свинца тканями и органами можно отнести за счет индивидуальной изменчивости уток по возрасту и физиологическому состоянию. Из числа факторов, влияющих на скорость резорбции свинца, с высокой вероятностью можно исключить изменения локомоторной активности, т.к. она
Токсикологический вестник №5 (116)
Таблица
Динамика резорбции свинца (исходная масса 1.44 мг) в желудочно-кишечном тракте уток
и элемента в разных органах и тканях
После заглатывания картечи, сут. Количество свинца поглощено
в желуд-ке, г тканями и органами тела (мг/кг)
желудок печень почки мышцы сердце жир перо коготь
исходно 0.00 0.47± 0.05 0.89± 0.13 1.45± 0.27 0.22± 0.03 0.31± 0.04 0.17± 0.02 0.39± 0.17 0.31± 0.04
1 - 2 0.3± 0.05 10.8± 0.54 43.1± 2.41 105± 11.3 3.65± 0.12 2.52± 0.17 1.64± 0.21 12.4± 0.78 40.2± 13.3
3 - 4 0.5± 0.1 13.2± 0.96 48.8± 4.8 119± 23.6 3.23± 0.21 4.60± 0.27 1.62± 0.09 23.6± 5.74 83.0± 12.1
5 - 6 0.7± 0.1 11.9± 0.66 51.3± 14.2 128± 14.5 3.83± 0.32 5.15± 0.76 1.85± 0.23 24.4± 1.21 91.2± 17.9
7- 8 0.9± 0.1 9.66± 0.91 79.9± 16.2 126± 15.3 3.16± 0.28 4.47± 0.88 2.76± 0.35 28.7± 1.64 124± 16.8
8 - 9 1.0± 0.05 9.41± 0.88 77.5± 14.9 127± 14.9 2.85± 0.23 5.12± 0.94 3.12± 0.41 30.5± 1.86 136± 18.2
10 - 16 1.3± 0.1 8.12± 1.11 82.3± 17.1 138± 17.2 2.68± 0.32 4.12± 0.91 3.49± 0.38 27.8± 1.59 141± 1.62
26 - 30 1.44 7.11± 0.56 35.9± 3.26 124± 3.38 2.74± 0.25 4.97± 0.16 1.63± 0.19 21.8± 0.08 118± 9.83
51 - 58 1.44 4.76± 0.22 26.9± 3.19 44.7± 15.3 3.08± 0.06 2.82± 0.06 1.14± 0.47 5.58± 0.07 42.1± 7.42
73 - 86 1.44 2.85± 0.13 7.43± 0.46 3.81± 0.04 1.73± 0.05 1.78± 0.05 0.42± 0.18 0.77± 0.05 3.31± 0.09
ограничивалась только передвижением по опорному субстрату в ограниченном пространстве.
Резорбируясь в желудочно-кишечном тракте, свинец неравномерно и с разной скоростью аккумулировался в органах и тканях (табл). Наиболее интенсивно элемент поглощался в начале периода резорбции картечи (в первые 2 - 4 дня) после ее заглатывания утками. С наибольшей скоростью, составлявшей в первые двое суток 51.8±4.9 мг/сут, аккумуляция свинца происходила в печени. Со скоростью 19.9±3.4 мг/сут. в первые двое суток и 21.4±3.5 мг/сут. в последующий такой же период поглощали свинец когти. Медленнее со скоростью 6.0±0.9 и 5.2±0.7 мг/сут. поглощали в это же время свинец перья и желудок. Самой низкой скоростью поглощения свинца, составлявшей в течение первых двух суток 1.7±0.4, 1.1±0.2 и 0.7±0.1 мг/ сут., отличались мышцы, сердце и жир. Соответственно этому различались коэффициенты биологического накопления (КПБ) разными органами и тканями. Исходя из того, что за время резорбции в желудочно-кишечном тракте картечины, утки потребляли 1.44 г свинца, можно рассчитать его КПБ. У когтей он находился на уровне 0.098, у почек - 0.096, у печени - 0.057, у перьев - 0.021, у желудочных тканей - 0.007, у сердца - 0.003 и у жира - 0.002.
За первые двое суток концентрация свинца в когтях, почках, печени, перьях, желудке, мышцах, жире и сердце выросла в среднем в 130, 72, 48, 32, 23, 17, 10 и 8 раз (Р > 0.999) соответственно. В печени, жире и перьях высокий уровень концентрации свинца, варьируя в небольших пределах, поддерживался в течение 10 - 16 суток от заглатывания картечи, что соответствовало периоду полной ее резорбции в желудочно-кишечном тракте. В желудочных тканях, почках и когтях относительно высокое содержание элемента сохранялось до 26 - 30 сут., а в мышцах и сердце - до 51 - 58 сут.
Резкое уменьшение свинца во всех структурах происходило через 73 - 86 суток от момента заглатывания утками картечи. Но и к этому времени концентрация элемента не опускалась до исходного уровня (табл.). Наибольшим его превышением отличались когти, печень, мышцы, желудок и сердце. В них содер-
жание свинца превосходило исходные значения соответственно в 10.6, 8.3, 7.8, 6.1 и 5.7 раза (Р > 0.99). Приближением содержания свинца к исходным уровням, превышавшим его всего в 2.6, 2.4 и 1.9 раза (Р > 0.95), отличались почки, жир и перья.
Органы, обладавшие наибольшей интенсивностью поглощения свинца, быстрее других освобождались от него (табл.). Когти, аккумулируя свинец в 455 раз (Р > 0.999) больше исходного уровня, освобождались от него со скоростью 2±0.31 мг/сут. В почках, печени и перьях, в которых максимальная концентрация свинца превышала его исходные значения в 95, 92 и 78 раза (Р > 0.999), удаление элемента происходило со скоростью 1.9±0.26, 1.1±0.17 и 0.4±0.08 мг/сут. Относительно медленное освобождение от свинца со скоростью 0.07±0.014, 0.04±0.009, 0.03±0.007 и 0.01±0.003 мг/сут. происходило в желудке, жире, сердце и мышцах.
Выводы. 1. Потребление примерно 1.5 г свинца на 1 кг живой массы тела уток обладает минимальной летальной эффективностью (LD10). Внешне проявляющийся ответ на такую дозу токсиканта выражается в уменьшении массы тела, что происходит в течение того времени пока свинец резорбируется в желудочно-кишечном тракте.
2. Свинец, резорбируясь в желудочно-кишечном тракте, быстро распространяется по всему телу. Особенно высокой интенсивностью аккумуляции элемента отличаются когти, почки и печень. Интенсивное выведение свинца из организма начинается примерно через 2 - 2.5 месяца после освобождения от него желудочно-кишечного тракта, чему сопутствует восстановление нормального уровня массы тела.
3. Свинец, оказавшийся в желудочно-кишечном тракте неравномерно и с разной скоростью аккумулируется в организме птицы. Со скоростью поглощения элемента в том или ином органе прямо коррелирует интенсивность его выведения. Оно начинается после завершения резорбции свинцовой массы, локализующейся в желудке. По скорости накопления и выведения свинца наибольшей мобильностью отличаются когти, почки, печень и перья, наименьшей - жир, сердце и мышцы.
список литературы
1. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир. 2003. 171 с.
2. Эйхлер В. Яды в нашей пище. - М.: Мир. 1985.- 202 с.
3. Лебедева Н.В., Сорокина Т.В. Тяжелые металлы в водоплавающих и околоводных птицах Азовского моря //Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения. Мат. Межд. конф. (16 - 18 ноября 2004 г, Россия, г Киров). Киров. 2004. - С. 137 - 139.
4. Еськов Е.К. Кирьякулов В.М. Биологические эффекты аккумуляции поллютантов и эссен-циальных элементов водно-болотными экосистемами// Вестник охотоведения. 2009. Т. 6. № 1. - С. 3 - 20.
5. Еськов Е.К., Кирьякулов В.М. Содержание тяжелых металлов в теле уток, оседло зимующих в Московской области// Сельскохозяйственная биология. Биология животных. 2008. №
6. - С. 115 - 118.
6. Beer J.V., Stanley P. Lead poisoning in the Slimbridge wildfowl population // Wildfolw Trust
Ann. Rep. 1965. V. 16. - P. 30 - 34.
7. Thomas G.J. Ingested lead pellets in poisoning in waterfowl at the Ouse washes, England 1968 - 1973 // Wildfowl. 1975. V. 26. - P. 43 - 48.
8. Mudge G.P. The incidence and significance of ingested lead pellet poisoning in Britain wildfowl // Biol. Conserv. 1983. V. 27. - P. 333 - 372.
9. Scheuhammer A.M. Reproductive effects of chronic, low-level dietary metal exposure in birds// 52-th North Amer. wildlife and natural resources conf. Quebec City, Quebec/ March 20 - 25, 1987. - P. 568 - 664.
Токсикологический вестник №5 (116)
Yeskov Ye.K., Yeskova D.M., Kiryakulov V.M. Dynamics of accumulation and elimination of lead from the birds organism
Russian State Agrarian Correspondence University, Balashikha, Moscow region
The subject of the study was the lead absorption speed in the birds gastro-intestinal tract and accumulation of this element in birds organs and tissues with different morphological and functional characteristics. A minimal lead dose of 1.5 mg/kg duck live weight decreases its weight that recovers after its absorption in the stomach. The lead absorption and elimination from the organism couple with the dynamics in the body mass. The speed of these processes is directly interdependent and significantly differs in different organs and tissues A notably high accumulation and elimination speed is observed in claws, kidneys, liver, feathers and the least in fat, heart and muscles. An intensive removal of the lead minimal lethal dose from the body begins about 2 or 2.5 months after its elimination from the bird gastrointestinal tract.
Материал поступил 22.06.2011 r.
УДК 574. 632.12:574.581
О воздействии детергентов на Vigna radiata и Lens culinaris в условиях биотеста
Поклонов В.А., Котелевцев С.В., Остроумов С.А.
МГУ им. М.В. Ломоносова, г Москва
В сточных водах концентрации синтетических поверх- средства (СМС), синтетические поверхностно - активные ностно - активных веществ (СПАВ) могут превышать вещества (СПАВ), проростки растений, фитотоксичность. 30 г/л. Изучали воздействие синтетических моющих средств (СМС), которые содержат СПАВ, на проростки растений маш (Vigna radiata) и чечевицу (Lens culinaris) в условиях биотеста. При концентрации СМС Losk Automat Intensive, Dosia Color и Пемолюкс 0,5 г/л растения отставали в росте и развитии во время инкубации. При концентрации 5 г/л растения погибали.
Ключевые слова: детергент, синтетические моющие
Введение. Загрязнение окружающей среды синтетическими химическим веществами приобрело в современном мире крупные масштабы. Поэтому необходимо изучение воздействия загрязняющих веществ на растения, в том числе имеющие значение как сельскохозяйственные растения.
Среди важнейших загрязняющих веществ с полным основанием рассматривают тяжелые металлы, пестициды, нефтепродукты, хлорорганические соединения и ряд других веществ, которые являются приоритетными при экологическом и гидробиологическом мониторинге. Однако синтетические поверхностно - активные вещества (СПАВ, ПАВ) зачастую не включаются в число наиболее приоритетных загрязнителей и их роль в загрязнении окружающей среды была изучена недостаточно. ПАВ относят к загрязняющим веществам 4 - го класса опасности (умеренно опасные) [2, 4, 5, 6].
Экологическое значение некоторых ПАВ, как загрязнителей среды увеличивается тем фактом, что они медленнее разрушаются в окружающей среде, чем многие другие ксенобиотики [1]. В опытах с дафниями Daphnia magna токсичность нефтяного загрязнения возрастала в 200 при добавлении в систему ПАВ - содержащих дисперсантов [8].
АПАВ (анионогенные поверхностно - активные вещества) составляют львиную долю из тех СПАВ, которые ежедневно поступают в сточные воды. АПАВ преобладают в спектре производных и применяемых СПАВ. Ежегодный прирост их использования составил около 2 - 3% [2]. Именно эти виды ПАВ содержатся в синтетических моющих средствах (СМС).
Целью работы было изучить воздействие СМС (Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс), на растения маш
Vigna radiata (L.) Wilczek и чечевица Lens culinaris Mill. Эти виды ранее не использовались для биотестирования.
Материалы и методы исследования. Тестированию подвергали три вещества - (синтетические моющие средства: Losk Automat Intensive, Dosia Color, Пемолюкс). Информация о них дана в табл. 1.
Для приготовления растворов СМС использовали отстоянную в течение недели водопроводную воду. Порошки СМС растворили в исходной концентрации 5 г/л. Методом последовательных разбавлений были получены растворы в концентрациях 0,5 г/л и 0,05 г/л. Тестируемые растворы содержали следующие концентрации СМС: 0 г/л контроль; 0,05 г/л; 0,5 г/л; 5 г/л.
В качестве организмов для биотеста использовали маш Vigna radiata (L.) Wilczek и чечевицу Lens culinaris Mill.
При проведении биотестирования каждую из концентраций тестировали в двух стеклянных чашках Петри (диаметром 115 мм). Опыты повторяли 3 раза, в каждом опыте - по 8 чашек соответственно (по 2 чашки Петри для каждой концентрации тестируемого вещества). В каждой чашке находилось по 15 семян Vigna radiata или Lens culinaris. В каждую чашку вносили по 25 мл тестируемых растворов.
Наблюдения совершали на 5 сутки.
Инкубация чашек происходила при температуре 15 ± 1,5°С. Был выбран метод определения фитотоксичности на основе измерения и расчета условной средней длины проростков [3]. Степень ингибирования проростков рассчитывалась по формуле (1) [3]:
Степень ингибирования =
