ОЦЕНКА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ХРОНИЧЕСКОГО ИНКОРПОРИРОВАННОГО ОБЛУЧЕНИЯ У НОВОРОЖДЕННЫХ ТЕЛЯТ
В настоящее время особую актуальность приобретает изучение влияния на организм животных факторов окружающей среды с учетом реальной нагрузки. На загрязненных радионуклидами территориях Российской Федерации воздействие ионизирующего излучения вызывает нестабильность генома, которая приводит к генетическим нарушениям, проявляющимся, в частности, в снижении способности клеток к индукции адаптивного ответа. В литературе отсутствуют данные по исследованию адаптивных возможностей новорождённых телят, содержащихся в зонах радиоактивного загрязнения, хотя именно этот аспект имеет принципиальное значение в изучении адаптаций сельскохозяйственных животных к среде, зараженной радионуклидами. Пренатальный период развития имеет особое значение, поскольку при формировании различных структур плода реализуются эпигенетические механизмы, обеспечивающие адаптационную пластичность систем организма.
Цель проекта – оценка цитогенетического эффекта хронического инкорпорированного облучения у новорожденных телят в условиях радионуклидной нагрузки территорий РФ.
В рамках поставленной цели планируется выполнение следующих задач:
1) исследовать радиационный фон, оценить вертикальное распределение цезия-137 в почвенных горизонтах и определить плотность поверхностного радиоактивного загрязнения по цезию-137;
2) установить качественный состав радионуклидов и их концентрацию в рационе стельных коров;
3) рассчитать дозу внутреннего облучения стельных коров инкорпорированным цезием-137;
4) провести клинический, биохимический и иммунологический анализы крови телят;
5) дать количественную цитогенетическую оценку крови телят в динамике их развития.
Объект исследования – новорожденные телята, почва, компоненты рациона и кровь.
Материалы и методы. Радиационный фон местности на выбранных площадках измеряли при помощи дозиметра-радиометра СРП 68-01. В соответствии с ГОСТ точечные пробы почвы отбирали методом «конверта» со стороной 100 метров по слоям: 0 – 5, 5 – 10, 10 – 20 см. Анализ удельной активности техногенного цезия-137 в пробах почвы и в компонентах рациона проводили на СКС-99 «Спутник». Кровь брали из яремной вены телят с соблюдением правил асептики и антисептики. Гематологический анализ крови проводили при помощи гематологического анализатора Abacus junior (vet). Цитогенетический анализ крови проводили на кафедре радиобиологии и вирусологии имени академиков А. Д. Белова и В. Н. Сюрина. Все полученные количественные данные были подвергнуты математической и статистической обработке в программе Statistica 8.0.
Результаты исследований. Данные радиационного фона местности выбранных площадок Московской, Брянской и Калужской областей отражены в таблице 1.
Таблица 1. Уровень радиационного фона, мкР/час
№ | Регион | Мощность экспозиционной дозы |
1 | Московская обл. | 7,4 ± 0,2 |
2 | Брянская обл. | 18,0 ± 2,5* |
3 | Калужская обл. | 15,0 ± 3,0* |
Снижение радиационного фона на загрязненных территориях Брянской и Калужской областей происходит за счет физического распада цезия-137 и его вертикальной миграции по почвенному профилю (табл. 2).
Таблица 2. Концентрация цезия-137 в почвенных горизонтах, Бк/кг
Слой почвы, см | Московская обл. | % от общ. акт. | Брянская обл. | % от общ. акт. | Калужская обл. | % от общ. акт. |
0 – 5 | 17,2 ± 0,4 | 28,0 | 2725,0 ± 355,8* | 65,9 | 114,9 ± 15,1* | 34,6 |
5 – 10 | 18,6 ± 1,6 | 33,0 | 972,6 ± 96,0* | 23,5 | 105,3 ± 11,6* | 32,0 |
10 – 20 | 20,2 ± 0,8 | 39,0 | 437,7 ± 118,4* | 10,6 | 111,9 ± 13,9* | 33,4 |
Σ | 56 | 100 | 4135,3 | 100 | 332,1 | 100 |
* – р ≤ 0,05
В почвенных горизонтах Брянской области суммарная удельная активность цезия-137 составляет 4135,3 Бк/кг, что соответствует плотности поверхностного загрязнения почвы в 33,6 Кu/км2. В целинных почвенных срезах Калужской области суммарная удельная активность составляет 332,1 Бк/кг, что соответствует плотности поверхностного загрязнения почвы около 3 Ku/км2. В почвенных срезах площадок Московской области наблюдается минимальное содержание цезия-137 которое в сумме составляет 56 Бк/кг, что соответствует плотности поверхностного загрязнения около 0,4 Ku/км2. Таким образом, основным дозообразующим радионуклидом в исследуемых хозяйствах является цезий-137.
В зимне-стойловый период основным источником поступления цезия-137 в организм животных являются корма (табл. 3).
Таблица 3. Концентрация цезия-137 в кормах, Бк/кг
Компонент рациона | ДУ | Московская обл. | Брянская обл. | Калужская обл. |
Сено | 80 | 34,5 ± 9,1 | 271,1 ± 101,9* | 43,2 ± 13,3 |
Силос | 250 | 27,1 ± 2,9 | 2004,7 ± 412,9* | 54,2 ± 8,9 |
* – р ≤ 0,05
Удельная активность цезия-137 в пробах силоса Брянской области превышает нормативы Российской Федерации в 3,5 раза, а у сена – в 8 раз.
При изучении гематологических показателей новорожденных телят из животноводческих хозяйств Брянской, Калужской и Московской областей статистически значимые различия ни по одному из показателей выявлены не были (табл. 4).
Таблица 4. Некоторые гематологические показатели крови новорожденных телят
Показатель | Ед. изм. | Московская обл. | Брянская обл. | Калужская обл. |
RBC | х1012/л | 8,4 ± 0,6 | 8,0 ± 0,4 | 9,1 ± 0,2 |
WBC | х109/л | 8,5 ± 1,5 | 11,3 ± 1,3 | 8,3 ± 0,5 |
* – р ≤ 0,05
Результаты микроядерного теста периферической крови новорожденных телят Брянской, Калужской и Московской областей представлены в таблице 5.
Таблица 5. Частота встречаемости микроядер в эритроцитах новорожденных телят
№ | Регион | МЯ, % | CV, % |
1 | Московская обл. | 0,11 ± 0,01 | 32,9 |
2 | Калужская обл. | 0,19 ± 0,02* | 23,6 |
3 | Брянская обл. | 0,67 ± 0,06* | 20,4 |
* – р ≤ 0,05
Частота встречаемости микроядер в эритроцитах новорожденных телят Брянской и Калужской области в среднем превышает этот показатель в эритроцитах новорожденных телят Московской области в 8 и 2 раза соответственно.
Исходя из полученных данных, можно заключить, что частота встречаемости микроядер в периферической крови новорожденных телят в исследуемых хозяйствах Брянской и Калужской областей относительно хозяйства, расположенного в экологически благоприятном районе Московской области повышается, что свидетельствует об интенсификации нарушения дифференциации клеток и эндомутагенеза.
В долгосрочный период такие повреждения могут реализовываться через заболевания различной природы: физическое недоразвитие, бесплодие, снижение молочной и мясной продуктивности, вплоть до полной утери полезных породных особенностей или жизнеспособности скота. Эти последствия, очевидно, отражаются и на экономической сфере животноводства. Также встречаются очень редкие врожденные уродства, которые заключаются в наличии лишних конечностей, физической недоразвитости и т.д. (рис. 1).