CC BY
31
БИОЛОГИЧЕСКИЕ
НАУКИ
«НАУКА. ИННОВАЦИИ. ТЕХНОЛОГИИ», №3, 2015
УДК 576.3 1.7 Иванов В.М. [Ivariov V.M]
ОСОБЕННОСТИ
ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОГО БИОГЕНЕЗА У БЕЛЫХ КРЫС ЛИНИИ ВИСТАР ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НА НИХ ОКСИДАМИ АЗОТА
The specifics of postembuonic biogenesis of vistar white mice under the effect of nitrous oxides
В данной статье приводятся данные по росту и развитию белых крыс линии Вистар, их гематологическим показателям и естественной резистентности в условиях воздействия оксидов азота. У подопытных животных уменьшаются весовые и линейные размеры, снижаются гематологические показатели и естественная резистентность по сравнению с контрольными животными, которые находятся в фоновой зоне.
Ключевые слова: постнатальный онтогенез, рост, развитие, интерьер, гематология, внутренние органы, резистентность, достоверность.
The article presents the data on the growth and development of Vistar white mice, their hematologls indices and natural resistance in the conditions of nitrous oxides effect. The weight and linear dimensions of the laboratoru animals decrease, their hematologic indices and natural reslstange also decrease in comparison with the control animals which are placed In the background zone.
Keywords: postnatal ontogenesis, growth, development, interior, hematology, internal organs, resistance, reliability.
Изучение роста и развития млекопитающих в зонах влияния различных промышленных предприятий с учётом особенностей загрязнения территорий в настоящее время актуально и имеет большое научное и практическое значение [1,139-145; 2, 983-989; 3, 428-435; 5, 485-493].
Подобные исследования выявляют негативные изменения, которые происходят в организме животных в постнатальном онтогенезе и способствуют разработке научных основ коррекции его нарушений [4, 613-621; 6, 89-95; 7, 1163-1169].
Целью наших исследований явилось изучение особенностей постэмбрионального биогенеза у белых крыс линии Вистар при воздействии на них оксидами азота. При этом решались следующие задачи: оценить рост и развитие млекопитающих; изучить гематологические показатели животных; оценить резистентность белых крыс.
Для проведения исследований, в окрестностях ОАО «Невинномыс-ский Азот» Ставропольского края, который является источником поступления в атмосферу оксидов азота (NO, N203, N05, N204), были выделены 2 зоны различные по степени загрязнения: импактная (расстояние от источника загрязнения 1-2 км) и фоновая - с расстоянием от источника загрязнения 25-30 км.
Основными источниками данных выбросов являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту, нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, к которым и относится ОАО «Невинномыс-ский Азот»
В процессе исследований были сформированы две группы белых крыс линии Вистар, одна из которых:
— опытная, размещена в импактной зоне, вторая - контрольная, находилась в фоновой зоне, на расстоянии 25 км от вредного воздействия химического производства (схема 1).
Остальные условия опытов для обеих групп животных были одинаковыми, крыс содержали в стандартных условиях вивария со свободным доступом к воде и пище.
Запланированные научные исследования по выполнению поставленных задач выполнялись вначале на потомстве (крысят обоего пола), полученных от здоровых крыс, а в последующем на взрослых животных по следующим методикам. Динамика живой массы и внутренних органов, длины тела крыс определялись путем взвешивания и измерения животных в разные возрастные периоды (при рождении, 21, 150 и 250 дней). Гематологические показатели изучались по общепринятым методикам. Уровень естественной резистентности крыс в различные возрастные периоды оценивался по бактерицидной, лизоцимной активности сыворотки
крови и фагоцитарной активности крови. Показатели, полученные в результате исследований были обработаны методом вариационной статистики.
Результаты исследований
Изучение закономерностей постэмбрионального развития животных относится к одной из важных задач
Схема 1. Схема опытов
Группы животных Порода крыс Количество животных
в группе
Контрольная (1) Белые крысы линии Вистар 15
Опытная (2) Белые крысы линии Вистар 15
биологии. Онтогенез организма проходит при непрерывном взаимодействии двух процессов - роста и развития с внешней средой, протекающих одновременно. Ростом называется увеличение массы клеток организма, его тканей и органов, линейных и объёмных размеров, что осуществляется за счёт количественных изменений в результате новообразований живого вещества. Развитие есть цепь качественных изменений организма, выражающихся в изменении соотношений размеров и функций отдельных его органов и тканей.
Определение изменения живой массы и длины тела подопытных животных в условиях воздействия
промышленных предприятий и химических веществ, которые присутствуют в данной зоне, имеет большое значение при проведении биологических исследований, так как рост организма обусловлен обменными процессами данного организма в конкретных условиях окружающей
Таблица 1. Динамика живой массы подопытных крысят, М + т
Возраст, Самец, г Самка, г
дни 1 2 1 2
При рожден. 5,4±0,01 5,4±0,01 5,3±0,01 5,1±0,01
7 13,3±0,02 13,0±0,03 12,5±0,03 12,3±0,04
14 19,8±0,03 19,2±0,05 19,0±0,04 18,6±0,03
21 26,4±0,06 25,9±0,05 25,5±0,07 25,1±0,08
28 37,9+0,11 37,2±0,09 35,7±0,10 35,1 ±0,11
35 41,8±0,12 41,0±0,10 39,6±0,12 39,0±0,09
50 53,2±0,12 52,5±0,13 52,1±0,09 51,5±0,10
70 65,8±0,33 64,9±0,34 63,2±0,35 62,3±0,32
90 72,4±0,64 71,5±0,58 70,3±0,54 69,1±0,55
120 79,9±0,39 78,9±0,40 75,4±0,54 74,2±0,55
150 102,5±0,56 101,0±0,57 95,8±0,66 94,3±0,70
200 198,4±0,78 197,4±0,80 175,8±0,87 174,2±0,88
250 315,Ш,11 313,1±1,00 265,2±1,23 264,1 ±1,11
среды. Результаты данных опытов (табл. 1) показали, что в период молочного кормления, который длился 21 день был интенсивный прирост массы тела крысят обоих полов. Тем не менее, прирост живой массы у крысят - сам-
цов за данный период составил 20,5 г, у самок - 20,0 г, что меньше, чем у животных контрольных групп соответственно на 1,0 г и 0,2 г.
За период полового созревания самцы из опытной группы приросли на 75,1 г, а самки - на 69,2 г, что мень-
Таблица 2. Динамика длины тела подопытных крысят, М ± т
Возраст, Самец, мм Самка, мм
дни 1 2 1 2
При рожд. 92±0,42 91 ±0,38 91 ±0,51 90±0,44
7 140±0,56 138±0,4 134±0,48 132±0,53
14 162±0,76 158±0,85 155±0,87 151±0,55
21 170±0,87 164±0,88 162±0,99 158±0,85
28 184±0,98 178±0,99 179±1,00 174+1,11
35 197±1,12 190±1,11 189±1,04 184±1,09
50 242±1,13 236+1,10 234±1,23 228±1,22
70 248±1,45 238+1,12 240±1,56 234±1,24
90 259+1,76 24741,19 251±1,56 242±1,66
120 272±1,98 260±1,54 267±1,78 258±1,69
150 278±2,02 266±1,77 272±2,00 262±1,99
200 282±2.04 270+1,99 278±2,29 266±2,11
250 285±2,06 272±2,11 280±2,44 270±2,33
ше, чем у контрольных животных на 1,0 г и 1,1 г.
В репродуктивный период интенсивность роста опытных крысят, также была меньше, чем контрольных. Из этого следует что, отрицательное влияние ок-
Таблица 3. Возрастная динамика массы внутренних органов подопытных крысят, М + т
Группа, возраст, (дней) Масса внутренних органов, мг
тимус селезёнка печень
1, 21 16,8 ± 1,2 17,2 ± 1,9 330,2 ±30,1
2, 21 16,7 ± 1.0 19.3+1.7 337,9 ±29,8
1, 150 64,4 ±4,1 65,5 ±3,9 1336,2 ±45,8
2, 150 65,5 ± 3,9 70,1 ±5,0 1359,7 ±48,1
1, 250 85,9 ± 7,9 87,9 ±8,1 1689,8 ±69,1
2, 250 85,0 ±8,1 96,6 ±9,1 1711,9 ± 70,1
сидов азота в зоне воздействия комбината на подопытных крысят очевидно.
Крысята очень быстро росли. Детёныши были наиболее активными в возрасте 8-20 дней. С возрастом у них всё тело покрылось коротенькой шёрсткой, очень мягкой и на ощупь напоминающей велюр. Крысята активно вели себя в опытах, и с ними требовалась особая осторожность. За период молочного кормления длина тела крысят - самцов и крысят - самок опытных групп увеличилась соответственно на 73 и 68 мм, что меньше прироста длины тела у животных в контрольной группе на 0,3-0,5 мм (табл. 2). Отставание крысят опытных групп обоих полов по приросту длины тела над животными контрольных групп отмечено и по другим перио-
сердце лёгкое почки
43,2 ± 3,8 186,7 ± 7,9 30,6 ± 1,1
43,1 ± 3,3 179,2 ± 8,2 30,5 ± 1,2
160,4 ± 8,5 744,9 ± 12,8 123,8 ±7,9
159,9 ± 8,4 738,9 ± 11,9 123,7 ±8,1
195,9 ± 11,9 845,9 ± 23,6 168,5 ± 14,5
193,9 ± 12,1 845,0 ±24,1 167,4 ±13,8
дам роста: периоде полового созревания (22-150 день) на 10-12 мм, репродуктивном периоде (151-250 день) на 10-13 мм, периоде старческих изменений (старше 251 дней) более 15 мм, что свидетельствует о негативном влиянии оксидов азота и на рост подопытных животных.
Интерьер - это совокупность физиологических, биохимических, морфологических и других свойств организма в связи с его видовой принадлежностью В область изучения интерьера входят и внутренние органы млекопитающих, которые играют важную роль в обменных процессах организма, в структурно - функциональном обеспечении онтогенеза. Они являются важной составной частью кровеносной, пищеварительной, дыхательной, выделительной и других систем организма и регулируют важнейшие физиологические процессы. Поэтому очень важно знать, как повлияет воздействие оксидов азота на состояние внутренних органов крысят и их функционирование.
Особенно интенсивно масса внутренних органов подопытных крысят увеличивалась в первый период с 21 по 150 день. Например, масса печени возросла на 1021,8 мг, масса сердца и лёгкого соответственно на 116,8 и 559,7 мг. При этом необходимо отметить, что прирост таких внутренних органов как тимус, селезёнка и печень был выше у опытных животных, а прирост сердца, лёгкого и почек был больше у контрольных. Во втором и третьем периоде наиболее быстро у подопытных животных росли в своей массе такие важные органы как сердце, печень и легкое. Достоверное преимущество по росту внутренних органов (селезёнки и печени) имели подопытные крысята над своими контрольными ровесниками.
Изучение гематологических особенностей у подопытных животных в изменённых природно - климатических условиях в постнатальном онтогенезе (табл.4) объясняет многие закономерности роста и развития организма млекопитающих.
Кровь является связующим звеном между внешней средой и организмом и при этом, обладая относительно постоянными физико-химическими свойствами, отражает изменения, которые происходят в организме животных под влиянием внешней среды.
Для нас было важным узнать, как изменится состав крови крыс в постнатальном онтогенезе при воздействии на них оксидами азота.
Изучаемые нами гематологические показатели (эритроциты, лейкоциты и гемоглобин) являются индикаторами здоровья животных в определенных географических и природно-климатических условиях и отражают особенности онтогенеза данных групп млекопитающих.
Тем не менее, содержание данных показателей в крови подопытных животных обеих групп соответствовали их физиологическому статусу. Но при этом было установлено незначительное превышение по эритроцитам и гемоглобину у контрольных животных над опытными, а по содержанию лейкоцитов в крови преимущество имели крысы 2 группы.
Таким образом, картина крови у животных исследуемых групп отразила влияние на них оксидов азота и подтвердила закономерность о связи интерьера с качеством окружающей среды.
Под резистентностью понимается способность организма противостоять воздействию разнообразных по своей природе факторов. Чаще
всего для изучения естественной резистентности организма используют кровь или её составляющие - плазму, сыворотку. Интерес к гематологическим исследованиям определяется той ролью, которую играет кровь во всех физиологических функциях животного организма.
Таблица 4. Возрастная динамика гематологических показателей подопытных крысят, М ± m
Возраст, Группа Показатель, М±т
дней. Эритроциты, 1012/л Лейкоциты, 10® /л Гемоглобин, г/л
21 I 4,25±0,12 5,35±0,54 134,45±2,15
II 4,15±0,11 5,43±0,55 133,34±1,98
150 I 4,86±0,45 5,48±0,49 143,56±2,34
II 4,47±0,38 5,69±0,51 140,78±2,1
250 I 4,87±0,51 5,58±0,49 147,98±2,29
II 4,11 ±0,38 5,99±0,51 143,76±2,34
Кровь несёт в себе разнообразные иммунные тела, которые осуществляют способность организма бороться с теми или иными болезнетворными началами и с внедрившимися чужеродными веществами.
Важное клинико - диагностическое исследование крови вытекает ещё и из того, что кровь, представляя собой посредника во всех процессах обмена веществ и, находясь в постоянном контакте со всеми органами и
тканями, отражает все происходящие в них внутренние процессы, изменяясь сама как качественно, так и количественно.
Безусловно доминирующим фактором в системе естественной резистентности является фагоцитоз, выступающий в первой линии эффективных механизмов
Таблица 5. Естественная резистентность подопытных животных в возрастном аспекте, %
Возраст, дней. Группа Показатель, М±т
БАСК ЛАСК ФАК
21 I 49,1 ±1,94 24,6 ± 1,44 18,6 ±0,98
II 48,4 ±2,05 24,9 ± 1,37 18,1 ±1,00
150 I 52,8 ±2,01 27,8 ±1,18 20,4 ± 0,61
II 50,3 ±1,89 26,9 ± 1,28 19,1 ± 0,78
250 I 54,4 ±1,75 32,4 ± 1,75 22,5 ± 0,81
II 52,1 ±2,04 30,8 ± 1,65 21,8 ± 0,67
иммунологического гомеостаза животных. Фагоцитарная функция осуществляется посредством клеток - фагоцитов, в число которых входят и клеточные элементы «белой крови».
Фагоцитарная активность лейкоцитов крови подопытных животных в наших опытах (табл. 5) выражена и повышается с возрастом.
Лизоцим выполняет в организме важные биологические функции и, в первую очередь, оказывает стимулирующее воздействие на фагоцитоз, действует бактерицидно на многие микроорганизмы. Лизоцимная активность сыворотки крови животных контрольной группы на протяжении всего периода исследований была выше, чем у подопытных животных, хотя разница и недостоверна.
Интегральным отражением защитных сил организма может служить и показатель бактерицидности сыворотки крови животных. Она обеспечивается такими биологическими веществами как комплементом, опсо-нинами, лизоцимом. Необходимо отметить рост бактерицидной активности сыворотки крови с возрастом как у животных 1 группы, так и у животных 2 группы.
Таким образом, из результатов проведённых исследований можно сделать вывод, что у белых крыс в период постэмбрионального биогенеза при воздействии оксидами азота замедляется рост и развитие, снижаются гематологические показатели и естественная резистентность организма.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вётош А.Н., Лучаков Ю.И., Попов A.A., Алексеева О.С., Морозов Г.Б. Терморегуляторные реакции млекопитающих в условиях действия повышенного давления азота // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2003. №2. С. 139-145.
2. Галанжа Е.И., БрильГ.Е., Соловьёва A.B., Степанова Т.В. Участие оксида азота в регуляции функций лимфатических микро-
сосудов // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2002. №8. С. 983-989.
3. Гуцаева Д.Р., Москвин А.Н., Жиляев С.Ю., Косткин В.Б., Демченко И.Т. Роль оксида азота и углекислого газа в нейротокси-ческом действии кислорода под давлением // Российский физиологический журнал, 2004. №4. С. 428-435.
4. Новожилов A.B., Катюхин Л.Н. Динамика гематологических показателей крови белых крыс в постнатальном онтогенезе // Журнал эволюционной биохимии, 2008. Т.44. №6. С. 613-621.
5. Пшенникова МП, Попкова Е.Г., Бондаренко H.A., Малышев И.Ю., Шимкович М.В., Смирин Б.В., Манухина Е.Б. Катехолами-ны, оксид азота и устойчивость к стрессовым повреждениям: влияние адаптации к гипоксии // Российский физиологический журнал им.И.М.Сеченова, 2002. №4. С. 485-493.
6. Фадюкова O.E., Кузенков B.C., Реутов В.П., Крушинский А.Л., Буравков C.B., Кошелев В.Б. Антистрессорное и ангиопротек-торное влияние оксида азота на крыс линии Крушинского-Мо-лодкиной, генетически предрасположенных к аудиогенной эпилепсии // Российский физиологический журнал. 2005. №1. С. 89-95.
7. Федин А.Н., Постникова Т.Ю., Кузубова H.A., Данилов Л.Н., Лебедева Е.С. Динамика сокращений гладкой мышцы трахеи и бронхов крыс при ингаляции диоксидом азота // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2007. №10. С. 1163-1169.
