CC BY
69
ВЕТЕРИНАРНЫЕ НАУКИ
УДК 619:615.9 в. И. ГЕРУНОВ
Т. В. ГЕРУНОВ
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
ПАТОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ЛЯМБДА-ЦИГАЛОТРИНА______________________________
Изучали токсические эффекты синтетического пиретроида лямбда-цигалотрина с помощью морфологических методов исследования. Препарат вводили крысам в желудок в дозе 500 мг/кг массы тела однократно. Установили увеличение относительной массы внутренних органов. С накоплением жира в цитоплазме гепатоцитов снижалось содержание гликогена, РНК и белка. В желудочно-кишечном тракте отмечали признаки катарального воспаления, в легких — очаги отека и эмфиземы. Полости сердца расширены, сердечная мышца в состоянии дистрофии. В почках, селезенке и поджелудочной железе преобладают сосудистые расстройства. В надпочечниках клубочковая и пучковая зоны расширены, имеются клетки с пикнотичными ядрами и пенистой цитоплазмой. Авторы считают необходимым строгое соблюдение регламентов применения пестицидов.
Ключевые слова: токсические эффекты, отравление, лямбда-цигалотрин, патоморфология.
Введение. Интенсивные технологии возделывания сельскохозяйственных культур предполагают широкое использование химических средств защиты растений [1, 2]. Перспективной группой пестицидов третьего поколения, получившей широкое распро-
странение во всем мире, являются синтетические пиретроиды. Представителем данной группы является лямбда-цигалотрин. Он выпускается в виде 5 %-го эмульгирующего концентрата под торговым названием «Каратэ» (Ай-Си-Ай, Великобритания). Приме-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (108) 2012 ВЕТЕРИНАРНЫЕ НАУКИ
ВЕТЕРИНАРНЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (108) 2012
няют его на различных видах зерновых, плодовых и овощных культур. Нормы расхода на зерновых 0,15 — 0,2 л/га. Для обработки овощных культур используют до 0,1 л/га с двукратным применением против капустной совки, моли, крестоцветных блошек, колорадского жука. Препарат рекомендован также для обработки лекарственных растений.
В настоящее время ощущается дефицит информации по токсикологии пестицидов, потенциальную опасность пиретроидов специалисты часто недооценивают [3].
Цель работы — определить характер и степень выраженности морфофункциональных изменений в организме лабораторных животных при остром отравлении лямбда-цигалотрином в условиях эксперимента.
Материал и методы исследования. В опытах использовали 2 группы половозрелых беспородных лабораторных крыс (контрольная и опытная) по 15 голов в каждой. Опытным животным препарат вводили в желудок однократно в дозе 500 мг/кг массы тела. Контрольные животные препарат не получали. Патоморфологическому исследованию были подвергнуты трупы животных, павших и убитых по окончании срока наблюдения (14 суток).
Патматериал фиксировали в 4 %-ном нейтральном растворе формальдегида и жидкости Карнуа. Срезы получали с парафиновых и замороженных блоков.
Для изучения общей гистоморфологической картины срезы окрашивали гематоксилином и эозином, а также по Ван-Гизону. Нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) выявляли галлоцианин-хромовыми квасцами по Эйнарсону и пиронин-метиловым зеленым по Браше. Общий белок определяли по методу Бонхега, общие липиды — суданом черным В по Лизону, нейтральные жиры — суданом III по Герксгеймеру.
Слизь окрашивали муцикармином Мейера. Гликоген выявляли по методу Шабадаша, нейтральные гликозаминогликаны — ШИК-реакцией, активность сукцинатдегидрогеназы определяли по методу Нах-ласа с нитро-СТ.
Приготовление красителей, буферных растворов, постановку соответствующих контролей проводили в соответствии с прописями, приведенными в руководствах Г. А. Меркулова (1969), Б. Ромейса (1953), Э. Пирса (1962), Р. Лилли (1969). Измерение гистологических структур проводили с помощью окулярного винтового микрометра МОВ-1-15Х.
Обработку цифрового материала проводили с учетом параметрического t-критерия Стьюдента на персональном компьютере IBM PC с использованием табличного процессора Microsoft Ехсе1 (М. Додж, К. Кината, К. Стинсон, 1Ъе Cobb Group., 1997).
Результаты исследования и их обсуждение. При взвешивании внутренних органов установлено повышение их относительной массы у животных опытной группы. Так, например, относительная масса печени составляла 3,49±0,029 %, а у животных контрольной группы — 3,34±0,02 % (Р <0,01). Относительная масса почек у животных, подвергнутых острой интоксикации, достигала 0,75±0,009 %, в то время как у животных контрольной группы — 0,71±0,009 % (Р <0,05). Аналогичный показатель для сердца составлял 0,48±0,09 % и 0,45±0,012 % (Р<0,05) у животных опытной и контрольной групп соответственно. Достоверным в опыте было и увеличение массы селезенки, легких, а также головного мозга.
У животных, погибших в первые часы после отравления, печень была увеличена в объеме, вишнево-красного цвета, с поверхности ее разреза обильно стекала кровь. При гистологическом иссле-
довании отмечали кровенаполнение центральных вен и синусоидных капилляров печеночных долек. Многие гепатоциты имели округлую форму и зернистую цитоплазму. Морфометрические показатели печени указывают на достоверное увеличение площади гепа-тоцитов и их ядер. У животных опытной группы площадь гепатоцитов достигала 93,46±1,2 мкм2, а у животных контрольной группы — 88,14±0,93 мкм2 (Р<0,01). Площадь ядер гепатоцитов у опытных крыс составляла 27,12±0,62 мкм2 , а у контрольных — 24,75±0,54 мкм2 (Р<0,01). В печени животных опытной группы отмечали статистически достоверное увеличение количества двуядерных гепатоцитов.
У животных, погибших через 10—12 часов после острого отравления, в печени наблюдали очаговую белково-жировую дистрофию. В отдельных гепато-цитах ядра были увеличены, хроматин в них расположен диффузно. При этом в цитоплазме гепатоцитов обнаруживали в значительном количестве жир в виде капелек различной величины. Содержание гликогена в печени животных было резко снижено. В цитоплазме гепатоцитов в центральной части долек наблюдали резкое снижение содержания рибонук-леопротеидов, которые выявлялись в виде мелких зерен. Лишь в некоторых гепатоцитах интенсивность реакции на рибонуклеопротеиды не отличалась от контроля.
Белок в цитоплазме клеток выявлялся в виде мелких округлых гранул. В одних клетках он был распределен относительно равномерно, в других давал более пеструю картину. Иногда в ядрах на фоне светлой кариоплазмы четко контурировали богатые белком ядрышки и глыбки хроматина. В некоторых случаях из-за резкого усиления интенсивности реакции различить ядрышки было невозможно. В отдельных клетках интенсивность реакции на общий белок в цитоплазме и ядрах была одинаковой. В таких случаях ядра выглядели темными. При выявлении интенсивной реакции на белок четко просматривались контуры клеток. При увеличении содержания жировых капель в цитоплазме интенсивность реакции на белок в гепатоцитах была снижена. Обычно в таких клетках белок обнаруживали между жировыми каплями.
Содержимое желудочно-кишечного тракта было разжижено. Слизистая оболочка набухшая, гипере-мирована, с отдельными мелкими кровоизлияниями. При гистологическом исследовании наблюдали картину, характерную для острого катарального воспаления. В слизи, покрывающей поверхность слизистой оболочки, содержались десквамированные клетки. Отдельные участки слизистой оболочки кишечника имели ворсинки с отторгнутым эпителием. Многие клетки эпителия были в состоянии слизистой дистрофии. Сосуды слизистой оболочки кровенапол-нены. Стенка кишечника отечна. Мезентериальные лимфоузлы гиперемированы, отечны, у некоторых животных в состоянии серозного воспаления.
Гистохимическое исследование слизистой оболочки желудка у лабораторных крыс показало, что при остром отравлении выражена гиперсекреция клеток поверхностно-ямочного эпителия, который большей частью был представлен призматическими клетками. Их цитоплазма содержала вакуоли с ШИК-позитивной слизью. Значительное количество слизи покрывало поверхность слизистой оболочки.
В легких крыс, погибших в первые часы после отравления, наблюдали гиперемию. Сосуды легких переполнены кровью. Межальвеолярные капилляры кровенаполнены, а их стенки вдаются в просветы
альвеол. У крыс, погибших через 10—12 часов после отравления, выражен околососудистый отек. Меж-альвеолярные перегородки отечные, капилляры резко расширены и переполнены кровью. В толще альвеолярных стенок выявляются клеточные элементы: лимфоциты, эритроциты, эозинофилы. Набухшие клетки альвеолярного эпителия местами округлены и свободно располагаются на базальной мембране. В просветах альвеол постоянно присутствуют многочисленные свободные альвеолярные клетки. В некоторых участках легких характерная картина для эмфиземы: истонченные и разорванные стенки альвеол, запустевшие гемокапилляры, уплощенный альвеолярный эпителий.
Полости сердца погибших животных несколько расширены, наполнены кровью. Сердечная мышца серо-коричневого цвета, с явными дистрофическими изменениями мышечных волокон. Поперечная ис-черченность в них слабо выражена. Отдельные мышечные волокна подвергаются распаду на глыбки различной величины. Гистохимическим исследованием установлено снижение активности сукцинат-дегидрогеназы, уменьшение содержания гликогена и белка. Описанные изменения наиболее ярко выражены у животных, погибших через 10—12 часов после отравления.
При вскрытии трупов павших животных отмечали полнокровие почек. В эпителии извитых канальцев выраженная зернистая дистрофия. Клетки эпителия канальцев набухшие. Границы эпителиоцитов нечеткие. Ядра многих клеток подвергаются пик-нозу и лизису. В просвете канальцев пенистое содержимое. Сосуды почек расширены и кровенаполнены.
Сосуды головного мозга и его оболочек также переполнены кровью, у некоторых животных хорошо заметны периваскулярные и перицеллюлярные отеки.
Селезенка набухшая, полнокровная, на разрезе темно-красного цвета. Под микроскопом видны расширенные, наполненные кровью сосуды.
Поджелудочная железа гиперемирована, кровеносные сосуды расширены, отмечается неравномерное их кровенаполнение. Местами ацинозные клетки подвергаются зернистой дистрофии, ядра таких клеток в состоянии лизиса или пикноза.
В надпочечниках прослеживается утолщение клубочковой и пучковой зон, неравномерное расширение сосудов, переполнение их кровью. Клетки клубочковой зоны четко контурированы, имеют округлую форму. Цитоплазма большинства клеток пенистая, встречаются клетки с темной мелкозернистой цитоплазмой. Ядра клеток овальные, некоторые из них пикнотичны. Клетки пучковой зоны чаще полигональной формы, с пенистой цитоплазмой, однако преобладают крупные клетки с большими округлыми ядрами. В некоторых клетках ядра утратили контуры и не окрашиваются красителями. Клетки сетчатой зоны полигональной формы, цитоплазма их гомогенная, ядра компактные, гиперхром-ные. Границы большинства клеток достаточно четкие. Встречаются единичные клетки с размытыми контурами. Синусоидные капилляры мозгового вещества расширены, переполнены кровью.
РНК в клетках клубочковой зоны выявляется в виде зернистости в цитоплазме и ядрышках. Для клеток пучковой зоны характерно неравномерное распределение РНК. Одинаково часто встречались клетки с высоким и низким содержанием РНК.
Результаты исследований свидетельствуют о высокой степени риска множественной органной пато-
логии при воздействии лямбда-цигалотрина. В развитии деструктивных процессов, развивающихся при интоксикации пестицидами, большое значение придают перекисному окислению липидов [4]. Нарушение проницаемости лизосомальных мембран под действием эндоперекисей приводит к освобождению лизосомальных гидролаз, усилению цитолиза и некробиозу клеток [5]. В очагах тканевых повреждений образуются неспецифические медиаторы воспаления [6], поддерживающие комплекс структурно-функциональных нарушений мишеневых систем в организме животных [7].
Заключение. Проведенные исследования свидетельствуют о том, что лямбда-цигалотрин при однократном введении крысам в дозе 500 мг/кг вызывает сосудистые расстройства и дистрофические изменения в печени, почках, надпочечниках и поджелудочной железе. Местное раздражающее действие препарата приводит к развитию катарального воспаления желудочно-кишечного тракта. Патоморфологические изменения в сердечной мышце и легких подчеркивают патогенетически значимое нарушение функции данных органов.
В условиях преобладания синтетических пире-троидов в ассортименте современных инсекто-ака-рицидов (каратэ, вантэкс, суми-альфа, децис, бутокс, сумицидин, фастак и др.) необходимо строго соблюдать их нормы расхода, сроки обработки, время ожидания, не допускать превышения максимальной кратности обработок. Предотвратить отравление пестицидами можно только при строгом гигиеническом нормировании и четком контроле за содержанием их остатков в объектах окружающей среды.
Библиографический список
1. Кулагин, О. В. Эффективность комплексного применения пестицидов / О. В. Кулагин, П. И. Кудашкин // Защита и карантин растений. — 2011. — № 6. — С. 23 — 24.
2. Ракитский, В. Н. Токсикология пестицидов / В. Н. Ра-китский // Токсикологический вестник. — 2010. — № 3. — С. 21-23.
3. Герунова, Л. К. К вопросу о потенциальной опасности синтетических пиретроидов / Л. К. Герунова // Сельское хозяйство Сибири. — 2003. — № 3. — С. 12-13.
4. Голиков, С. Н. Общие механизмы токсического действия / С. Н. Голиков, И. В. Саноцкий, Л. А. Тиунов ; АМН СССР. — Л. : Медицина, 1986. — 280 с.
5. Сетко, Н. П. Защитный эффект антиоксидантов при экспериментальной интоксикации организма / Н. П. Сетко // Гигиена и санитария. — 1986. — № 2. — С. 16 — 18.
6. Николаев, А. И. Пестициды и иммунитет / А. И. Николаев, Л. А. Каценович, Ш. Т. Атабаев. — Ташкент : Медицина, 1988. — 116 с.
7. Иванова, В.Ф. Морфофункциональные изменения в тканях и органах / В. Ф. Иванова, А. А. Пузырёв // Медико-экологический мониторинг. — СПб., 1993. — С. 33 — 36.
ГЕРУНОВ Владимир Иванович, доктор ветеринарных наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой анатомии, гистологии, физиологии и патологической анатомии.
ГЕРУНОВ Тарас Владимирович, кандидат биологических наук, ассистент кафедры диагностики, внутренних незаразных болезней, фармакологии, хирургии и акушерства.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 01.03.2012 г.
© В. И. Герунов, Т. В. Герунов
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (108) 2012 ВЕТЕРИНАРНЫЕ НАУКИ
