ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ДАНКОВИЧ РОМАН СТЕПАНОВИЧ
УДК: 631.438:636.09.611
МОРФОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНІВ СЕЧОВОЇ СИСТЕМИ ВЕЛИКОЇ РОГАТОЇ ХУДОБИ, ВИРОЩЕНОЇ НА ЗАБРУДНЕНІЙ РАДІОНУКЛІДАМИ ТЕРИТОРІЇ
16.00.02 – патологія, онкологія і морфологія тварин
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата ветеринарних наук
Київ - 2004
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Львівській національній академії ветеринарної медицини імені С.З. Ґжицького, Міністерства аграрної політики України
Науковий керівник – доктор ветеринарних наук, професор
Урбанович Павло Павлович,
Львівська національна академія ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького, професор кафедри патологічної анатомії і гістології
Офіційні опоненти: доктор ветеринарних наук, професор
Горальський Леонід Петрович,
Державний агроекологічний університет України,
завідувач кафедри анатомії і гістології
кандидат ветеринарних наук, доцент
Папченко Іван Васильович,
Білоцерківський державний аграрний університет,
доцент кафедри патологічної анатомії і ветеринарно-санітарної експертизи
Провідна установа – Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної
медицини УААН, лабораторія патоморфології, м. Харків,
Міністерство аграрної політики України
Захист дисертації відбудеться “15”грудня 2004 р. о 10годині
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.03 в Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, Навчальний корпус №3, ауд. №65.
З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони 11, навчальний корпус №10
Автореферат розісланий “11” листопада 2004 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради ________________________ Міськевич С. В.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС значна частина території України зазнала радіоактивного забруднення (В. Г. Баряхтар, 1995; Б. С. Пристер, 1996; А. П. Картиш, 1996; М. І. Руднев, 1997; А. М. Сердюк, 1997; В. А. Бобылева, 2002). На частині забруднених територій постійно ведеться сільськогосподарська діяльність, основною складовою якої є тваринництво. Вирощування тварин на місцевості з підвищеним радіаційним фоном та годівля їх кормами місцевого походження піддають їх організм постійному зовнішньому та внутрішньому опроміненню. У зв’язку з цим, важливою проблемою ветеринарної медицини є вивчення впливу радіації на організм тварин (Л. П. Горальський, Г. А. Красніков, 1995; Б. В. Борисевич, 1996; М. В. Демчук та співавт., 1998; П. П. Урбанович та співавт., 2002).
На сьогоднішній день, в експерименті, досить детально вивчено вплив опромінення на організм тварин (Н. А. Краевский, 1957; П. А. Карташов, 1978; А. М. Левина и др., 1978; А. Е. Иванов и др., 1982; В. В. Борисова, 1990; Мakoto Otsuka et all, 1990; J. Neel, 1990; Ю. И. Москалев, 1991). Більшість таких досліджень виконана на лабораторних тваринах, із застосуванням різних методів опромінення, що нерідко призводило до значної розбіжності отриманих результатів. Разом з тим, дослідженням впливу малих доз радіації на організм тварин у природних умовах, протягом тривалого часу не приділяли належної уваги. І тільки після масштабних ядерних катастроф, найбільшою з яких стала аварія на Чорнобильській АЕС, дещо зростала кількість повідомлень, присвячених впливу малих доз радіації на організм сільськогосподарських тварин (В. И. Великанов и др., 1996; М. В. Демчук та співавт., 2000; М.І. Жила, 2001; Ю. С. Стронський, 2003). Поряд з тим, морфологічні зміни нирок, і особливо, сечовивідних шляхів великої рогатої худоби, яка зазнавала довготривалого впливу радіації, на сьогоднішній день вивчені недостатньо. Також немає єдиної думки, щодо патогенетичних механізмів уражень органів сечової системи тварин, які виникають внаслідок дії внутрішнього опромінення у малих дозах.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є фрагментом наукової тематики ”Вивчення морфологічних змін в органах і тканинах великої рогатої худоби, яка постійно знаходиться на радіоактивно забрудненій місцевості”, яку розробляє колектив кафедри патологічної анатомії та гістології Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С.З. Ґжицького під керівництвом доктора ветеринарних наук, професора П.П. Урбановича (номер державної реєстрації 0101U 008302).
Мета й задачі досліджень. Провести дослідження морфологічного стану органів сечової системи великої рогатої худоби, яка постійно знаходилась на території, забрудненій радіонуклідами, та дати адекватну оцінку виявленим змінам.
Для вирішення даної проблеми були поставлені наступні завдання:
– з'ясувати ступінь забрудненості радіонуклідами сільськогосподарських угідь, кормів у господарствах, де знаходились дослідні тварини;
– визначити вміст радіонуклідів у паренхіматозних органах після забою;
– провести макроскопічне, гістологічне, гістохімічне та морфометричне дослідження стану органів сечової системи трьох вікових груп великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами;
– визначити морфологічний склад крові, деякі біохімічні показники сироватки крові та окремі показники сечі великої рогатої худоби, яка зазнавала постійної дії низькодозового іонізуючого випромінювання;
– провести макроскопічне, гістологічне, гістохімічне та морфометричне дослідження стану органів сечової системи великої рогатої худоби (за принципом аналогів) з екологічно чистих, щодо радіоактивного забруднення, господарств, а також встановити морфологічні показники крові, деякі біохімічні показники сироватки крові та окремі показники сечі (контроль).
Об’єкт дослідження: довготривалий вплив малих доз іонізуючого випромінювання на організм великої рогатої худоби.
Предмет дослідження: морфологічні зміни в органах сечової системи великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами.
Методи дослідження: клініко-анатомічні (визначення загального клінічного стану тварин та макроскопічної характеристики органів сечової системи); гістологічні (оцінка мікроскопічної будови органів та морфологічних змін клітинних і тканинних елементів); гістохімічні (виявлення та оцінка окремих хімічних сполук у певних гістоструктурах цих органів); морфометричні ((встановлення відносних і абсолютних (об'ємно-вагових) показників нирок на макроскопічному рівні та їх струтурно-функціональних одиниць на мікроскопічному рівні)); гематологічні (визначення морфологічних показників крові); біохімічні (визначення деяких показників сироватки крові); радіологічні (визначення ступеня радіоактивного забруднення об’єкту дослідження, а також факторів, які мали безпосереднє до нього відношення), статистичні (визначення достовірності отриманих результатів).
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше, комплексним дослідженням на органному, макро- і мікроскопічному рівнях визначено структурно-функціональний стан органів сечової системи трьох вікових груп великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами, що дає можливість об’єктивно оцінити дію низькодозового іонізуючого випромінювання на організм тварин в природних умовах. Встановлено відхилення (у порівнянні з контролем) величин відносних та абсолютних морфометричних показників органів сечової системи, що відображає динаміку розвитку патологічних та компенсаторно-пристосувальних процесів у органах даної системи великої рогатої худоби, вирощеної в умовах постійного впливу малих доз радіації. Вперше досліджено морфологічний стан сечоводів, сечового міхура та сечівника великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами.
Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати морфологічного та морфометричного досліджень органів сечової системи великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами, значною мірою доповнюють та поглиблюють сучасні уявлення про дію малих доз випромінювання на організм тварин у природних умовах, а також дають можливість з'ясувати деякі питання морфогенезу змін в органах даної системи за умов довготривалого впливу радіації.
Одержані результати досліджень рекомендується використовувати при розробці лікувально-профілактичних заходів та нових технологій розведення великої рогатої худоби в умовах постійної дії малоінтенсивного іонізуючого випромінювання. Матеріали дисертаційної роботи можуть бути включені до учбових програм і використані в навчальному процесі та в науково-дослідній роботі з розділу радіаційної патології.
Особистий внесок здобувача. Дисертант провів пошук і аналіз даних спеціальної літератури про вплив радіації на стан органів сечової системи. Формував дослідні та контрольні групи тварин. Самостійно відбирав матеріал, проводив його гістологічну та гістохімічну обробку і частково радіологічні дослідження. Розробив алгоритм морфометричного дослідження нирок великої рогатої худоби. Провів морфологічні, морфометричні дослідження органів сечової системи великої рогатої худоби, що знаходилась в умовах довготривалої дії низькодозового іонізуючого опромінення, а також тварин, які перебували на території, де рівень радіації був у межах природних фонових величин. Провів дослідження крові та сечі. Узагальнив та проаналізував одержані результати.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень та основні положення дисертації доповідались на: Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених “Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики” (26-27 червня 2002 року, м. Львів); Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальные проблемы ветеринарной медицины и интенсивного животноводства” (26-27 вересня 2002 року, м. Вітебськ, Білорусія); Міжнародній науково-практичній конференції “Актуальные проблемы ветеринарной медицины в условиях современного ведения животноводства” (29 травня – 2 червня 2003 року, Феодосія); Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених “Актуальні проблеми ветеринарної медицини і сільського господарства” (26-27 червня 2003 року, Львів); Міжнародній науковій конференції “Актуальні проблеми розвитку тваринництва” (23-24 жовтня 2003 року, м. Львів); конференції молодих вчених і спеціалістів України “Досягнення і перспективи розвитку агробіотехнології в Україні” (20-21 березня 2002 року, м. Київ); конференції молодих вчених Інституту біології тварин (10 грудня 2002 року, м. Львів); також схвалені на засіданнях кафедри патологічної анатомії і гістології, методичної комісії та вченої ради Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького (2001-2003).
Публікації матеріалів досліджень. За темою дисертації опубліковано 9 робіт, із яких 8 – у наукових виданнях, що входять до переліку, затвердженого ВАК України, один інформаційний листок.
Обсяг і структура роботи. Основна частина дисертації викладена на 165 сторінках комп'ютерного тексту та складається з таких розділів: вступ, огляд літератури, загальна методика й основні методи досліджень, результати власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів досліджень, висновки, пропозиції виробництву, список використаних джерел, додатки. Робота ілюстрована 23 таблицями та 31 рисунком й містить 13 додатків. Список використаних джерел включає 257 найменувань, у тому числі українською та російською мовами – 188, іншими мовами – 69.
ВИБІР НАПРЯМКІВ ДОСЛІДЖЕНЬ, МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИ ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Робота ґрунтується на систематичному дослідженні стану органів сечової системи великої рогатої худоби чорно-рябої породи, яка народилась та постійно утримувалась на території, забрудненій радіонуклідами ((господарства Дубровицького та Сарненського районів Рівненської області, щільність забруднення ґрунтів на території яких становила 1-15 Кі/км2 (37-555 ГБк/км2)).
Дослідження проводили протягом 2001-2003 років на кафедрі патологічної анатомії і гістології Львівської національної академії ветеринарної медицини ім. С. З. Гжицького, у радіологічному відділі Рівненської обласної державної лабораторії ветеринарної медицини, Дубровицькій і Сарненській районних лабораторій державної ветеринарної медицини та на кафедрі клінічної діагностики ЛНАВМ ім. С. З. Гжицького.
Господарства, у яких проводились дослідження, є благополучними щодо більшості інфекційних захворювань, в тому числі туберкульозу та лейкозу (туберкулінізація та дослідження крові тварин на лейкоз у господарствах та індивідуальному секторі даних населених пунктів проводиться згідно з затвердженим планом). Раціони годівлі тварин дослідних та контрольних груп були збалансовані за поживних речовинами згідно загальноприйнятих норм. Тварини ІІ та ІІІ дослідних груп знаходились в стадії рівноваги статевого циклу. Забій тварин був пов’язаний з високою собівартістю виробництва молока та яловичини, а також з погіршенням економічного стану господарств.
Для вивчення стану органів сечової системи великої рогатої худоби, яка постійно знаходилась на території, забрудненій радіонуклідами було сформовано три вікові групи тварин: І група – телята віком 5-6 тижнів (n=7); ІІ група – молодняк віком 18-22 місяці (n=12); ІІІ група – дорослі 5-6 річні тварини (n=15).
Для контролю (по 5 тварин у кожній віковій групі, за принципом аналогів), були використані тварини з благополучних щодо інфекційних хвороб господарств Тернопільської та Львівської областей, де рівень радіації був у межах природних фонових величин.
Дані про щільність забруднення ґрунтів, мікроелементний склад ґрунтів, величину гамма фону на території господарств та забрудненість радіонуклідами кормів отримували зі звітних матеріалів Рівненської обласної державної лабораторії ветеринарної медицини, Рівненської обласної агрохімічної лабораторії та Дубровицької і Сарненської районних лабораторій державної ветеринарної медицини. Також вміст мікроелементів у ґрунтах визначали за допомогою атомно-абсорбційного спектрофотометра AAS-30. Вміст радіоцезію у паренхіматозних органах тварин визначали за допомогою гамма-радіометрів РУБ-01П6 та РУГ-91 “Адоні”.
Кров та сечу відбирали вранці, до першої годівлі. Кров брали із зовнішньої яремної вени. Гемоглобін визначали методом Салі; загальну кількість еритроцитів і лейкоцитів підраховували в камері Горяєва. Лейкоформули виводили на основі підрахунку 200 клітин у мазках крові, пофарбованих за Паппенгеймом і Романовським – Гімзою. Концентрацію креатиніну в сироватці крові визначали за допомогою кольорової реакції Яффе (метод Поппера). Вміст сечовини у сироватці крові визначали кольоровою реакцією з діацетилмонооксимом.
Наявність білку в сечі визначали пробою з 50% азотною кислотою (метод Геллера), наявність цукрів – пробою з азотнокислим вісмутом (метод Ніляндера). Осад сечі досліджували після центрифугування при 1500 об/хв.
Для гістологічного, гістохімічного та гістоморфометричного дослідженнь відбирали шматочки нирок, сечоводів, сечового міхура та інші органи. Матеріал фіксували в 10% розчині нейтрального формаліну, рідині Карнуа, розчині Буена. Для фарбування гістозрізів використовували загальноприйняті і спеціальні гістологічні та деякі гістохімічні методики: гематоксилін та еозин, резорцин-фуксин Вейгерта, пікрофуксин за Ван-Гізон, бромфеноловий синій за Мікель-Кальво, судан ІІІ за Дадді; альциановий синій за Стідманом, толуїдиновий синій за Гойером, метиловий зелений та піронін за Браше. Імпрегнацію азотнокислим сріблом провели за методом Папа, PAS-реакцію за Мак-Манусом (Д. Кисели, 1962; Г. А. Меркулов, 1969). Виконання всіх гістохімічних методик супроводжувалось необхідним контролем для підтвердження їх специфічності.
Для комплексного дослідження морфологічних змін у органах сечової системи великої рогатої худоби, вирощеної на території, забрудненій радіонуклідами, в основному, використовували методи кількісної стереометрії (А. А. Гуцул, Б. Ю. Кондратьев, 1988; Г. Г. Автандилов, 1991). При дослідженні нирок на органному рівні визначали масу (шляхом зважування) та об’єм (шляхом занурення у рідину) органа. Відносний об’єм кіркової, мозкової речовин та структурних компонентів воріт нирок (збірна система нирок, залишки судин, нервів та жиру, що вростає у ворота нирки) визначали методом полів. При цьому нирки розсікали на паралельні пластинки однакової товщини (1см). На поверхню кожної з пластинок накладали сітку з рівновіддалених точок та проводили диференційний підрахунок точок, що припадали на різні типи макроскопічних складників органа. На підставі одержаних даних визначали відносний та абсолютний об’єми кожної макроструктури в загальному об’ємі нирок.
Для стереометричного аналізу гістоструктур застосовували стереологічну методику крапкової волюметрії з використанням окулярної морфометричної сітки. У кірковій речовині нирок проводили визначення відносного та абсолютного об’ємів утворюючих її гістоструктур: ниркових тілець, звивистих канальців, прямих канальців та збірних ниркових канальців, інтерстицію та судин.
Кількість ниркових клубочків, і, відповідно, нефронів, визначали за методом Weibel, 1962 (Г. Г. Автандилов, 1991). Лінійні показники канальців нирки, дугоподібних та променевих артерій кіркової речовини визначали за допомогою окуляр-мікрометра.
Мікрофотографування гістопрепаратів здійснювали за допомогою мікроскопа МБИ- 6, фотокамери ЗЕНІТ- 122, фотонасадки МФН- 2.
Статистичну обробку даних проводили за Ойвіном І. А. (1960) на комп’ютері IBM – PC/AT із використанням статистичного програмного пакету Statistic 5,0 для Windovs 95.
Результати досліджень та їх аналіз
Радіологічна характеристика господарств, з яких походили тварини.
Дослідження проводились на тваринах, які народились та постійно утримувались у колективних господарствах “Партизан”, “Зоря”, “Дружба”, “Перемога”, а також у індивідуальних господарствах, розташованих на території населених пунктів: Скварцевичі, Берестя, Стрільськ, Камінне – Дубровицького та Сарненського районів Рівненської області.
Згідно результатів досліджень, проведених радіологічним відділом Рівненської обласної державної лабораторії ветеринарної медицини, в господарствах, де вирощувались тварини дослідних груп, щільність забруднення ґрунтів 137Cs становила 1-15 Кі/км2 (37-555 ГБк/км2). Гамма-фон на території дослідних господарств коливався від 15 до 30 мкР/год. У дослідних господарствах найбільш забрудненими були сінокоси та пасовища, а із згодовуваних кормів найбільш забрудненим виявилось сіно. Так, в окремих пробах максимальні показники становили 860 Бк/кг. Найменш забрудненим виявився кормовий буряк та комбікорм, максимальні проби яких коливалися в межах 15-39 Бк/кг. Сумарна активність раціону по 137Cs на добу для тварин І групи становила від 1,28 кБк до 15,77 кБк, ІІ групи – від 3,53 кБк до 18,70 кБк, ІІІ групи – від 5,86 до 22,84 кБк. Вміст радіонуклідів у паренхіматозних органах коливався в межах 40-320 Бк/кг.
Дослідження крові та сечі. У 5-6 тижневих телят (І група) морфологічні показники крові були в межах фізіологічної норми, але в порівнянні з контрольними тваринами були дещо нижчими (табл.1). У лейкоцитарній формулі крові зміни, в основному, відбувались за рахунок зниження кількості сегментоядерних форм нейтрофільних гранулоцитів (P<0,001) та збільшення кількості лімфоцитів (P<0,001).
У сечі дослідних тварин І групи білків та цукрів не виявлено. При дослідженні осаду сечі спостерігали незначне збільшення кількості клітин епітеліального шару слизової оболонки сечовивідних шляхів.
У тварин ІІ групи кількість еритроцитів та вміст гемоглобіну були нижчими в порівнянні з контролем. У лейкограмі крові спостерігали зниження кількості нейтрофільних гранулоцитів, в основному, за рахунок зниження сегментоядер-
Таблиця 1
Гематологічні показники тварин І групи, М±m, n=12
Показники | Дослід | Контроль | Р
Гемоглобін, г/л | 99,30±1,42 | 116,26±4,08 | Р<0,01
Еритроцити, Т/л | 5,47±0,18 | 6,61±0,18 | P<0,001
Лейкоцити, Г/л | 7,37±0,12 | 7,87±0,14 | P<0,05
Б | 0,20±0,15 | 0,20±0,15––
Е | 3,64±0,21 | 5,57±0,34 | P<0,001
Нейт-рофіли | Ю | 0 | 0––
П | 4,93±0,34 | 3,93±0,17 | Р<0,05
С | 13,21±0,60 | 22,86±0,40 | P<0,001
Л | 74,38±0,46 | 62,08±0,67 | P<0,001
М | 3,64±0,28 | 5,36±0,14 | P<0,001
Креатинін, мкмоль/л | 102,49±7,20 | 95,57±5,53 | P>0,05
Сечовина, ммоль/л | 3,86±0,15 | 3,73±0,12 | P>0,05
них (P<0,001)форм. Відносна кількість лімфоцитів у дослідних тварин ІІ групи була вищою (Р<0,001) у порівнянні з контролем (табл. 2).
Таблиця 2
Гематологічні показники тварин ІІ групи, М±m, n=17
Показники | Дослід | Контроль | Р
Гемоглобін, г/л | 98,72±1,31 | 112,37±3,06 | Р<0,001
Еритроцити, Т/л | 5,30±0,14 | 5,88±0,20 | P<0,05
Лейкоцити, Г/л | 7,93±0,13 | 8,32±0,10 | P<0,05
Б | 0,21±0,10 | 0,20±0,09 | P>0,05
Е | 5,88±0,25 | 6,83±0,32 | P<0,05
Нейт-рофіли | Ю | 0 | 0––
П | 5,17±0,22 | 5,67±0,22 | Р>0,05
С | 15,74±0,48 | 22,55±0,27 | P<0,001
Л | 67,79±0,50 | 59,54±0,43 | P<0,001
М | 5,21±0,4 | 5,21±0,13 | P>0,05
Креатинін, мкмоль/л | 85,22±3,00 | 82,94±2,16 | P>0,05
Сечовина, ммоль/л | 3,94±0,09 | 3,75±0,09 | P>0,05
У сечі тварин ІІ дослідної групи, як і в тварин І групи білків та цукрів не виявлено. В осаді сечі, в порівнянні з контролем, спостерігали збільшення кількості десквамованих епітеліоцитів, які вистелять канальцеву частину нефрона, а також сечовивідні шляхи.
У тварин ІІІ групи (5-6 річного віку) різниця показників морфологічного складу крові та біохімічних показників сироватки крові, у порівнянні з контрольними тваринами аналогічної групи була більш вираженою, ніж у тварин І та ІІ груп. Достовірно нижчою (Р<0,001) був вміст гемоглобіну та кількість еритроцитів (Р<0,05). Кількість лейкоцитів у дослідних тварин була нижчою (P<0,01) ніж у контрольних тварин. У лейкограмі відзначається збільшення (P<0,001) кількості лімфоцитів та зниження кількості сегментоядерних форм нейтрофільних гранулоцитів (P<0,001). Достовірно (P<0,01) зростала величина коцентрації креатиніну сироватки крові в дослідних тварин, а також концентрація сечовини в порівнянні з контролем (табл. 3).
У сечі 9 тварин (60%) ІІІ групи виявили білок. Цукрів у сечі не виявили. В осаді сечі спостерігали збільшення кількості клітин десквамованого нефротелію та уротелію у порівнянні з контролем.
Таблиця 3
Гематологічні показники тварин ІІІ групи, М±m, n=20
Показники | Дослід | Контроль | Р
Гемоглобін, г/л | 98,26±1,14 | 110,58±2,68 | Р<0,001
Еритроцити, Т/л | 5,23±0,07 | 5,77±0,18 | P<0,05
Лейкоцити, Г/л | 8,23±0,11 | 8,67±0,07 | P<0,01
Б | 0,20±0,06 | 0,20±0,08––
Е | 5,37±0,23 | 6,53±0,19 | P<0,001
Нейт-рофіли | Ю | 0 | 0––
П | 5,10±0,20 | 5,27±0,19 | P>0,05
С | 17,90±0,63 | 23,13±0,23 | P<0,001
Л | 66,49±0,70 | 59,76±0,43 | P<0,001
М | 5,00±0,13 | 5,17±0,3 | P>0,05
Креатинін, мкмоль/л | 102,30±1,03 | 87,29±3,21 | P<0,01
Сечовина, ммоль/л | 4,12±0,17 | 3,96±0,07 | P>0,05
Морфологічна характеристика органів сечової системи
Нирки. Макроскопічно нирки в тварин І і ІІ дослідних груп коричнево-бурого кольору, пружної консистенції. На розрізі межа між кірковою і мозковою речовинами добре виражена. Органометричні показники нирок у тварин зазначених груп майже не відрізнялись від показників контрольних тварин (табл. 4). У 5-6 річних тварин нирки дещо збільшені, світло-коричневого кольору. На розрізі границя між кірковою і мозковою речовинами виражена чітко. Показники маси та об’єму нирок у цих тварин дещо вищі ніж у контролі (табл. 4). Достовірно (Р<0,05) зростає відношення маси, як правої, так і лівої нирок, до маси тіла, а також маси обох нирок (Р<0,05) до маси тіла.
Таблиця 4
Морфометричні показники нирок
Показники | І група (5-6 тижневі) | ІІ група (18-22 місячні) | ІІІ група (5-6 річні)
дослід | контроль | дослід | контроль | дослід | контроль
Маса нирок, г | права | 120,00±2,20 | 120,43±1,73 | 409,25±3,01 | 409,58±2,19 | 576,13±3,15 | 569,20±2,84
ліва | 115,71±2,00 | 115,86±1,68 | 389,17±2,92 | 389,83± 2,92 | 548,93±3,29 | 541,93±3,2
Об’єм нирок, см3 | права | 102,29±1,98 | 101,14±1,65 | 383,00±2,66 | 384,58±4,90 | 545,47±2,65 | 540,53±3,79
ліва | 97,29±2,30 | 96,14±1,30 | 366,50±3,37 | 365,42±3,31 | 520,00±2,96 | 519,73±4,21
Кіркова речовинавідносний об’єм, % | права нирка | 60,00± 0,65 | 60,28± 0,52 | 65,00 ±0,58 | 64,83±0,63 | 65,80±0,39 | 66,53 ±0,40
ліва нирка | 61,86±0,97 | 63,00±0,72 | 62,83±0,55 | 64,82 ±0,55 | 65,27±0,42 | 65,80±0,37
абсолютний об’єм, см3 | права нирка | 61,37±1,08 | 60,97±0,54 | 248,95±2,85 | 249,32±2,24 | 358,92±2,33 | 359,61±1,77
ліва нирка | 60,18±0,78 | 60,54±0,75 | 230,27±3,11 | 236,87±2,11 | 339,40±2,94 | 341,98±2,98
Мозкова речовина | відносний об’єм, % | права нирка | 33,14±0,46 | 32,43± 0,48 | 27,25 ±0,57 | 27,09 ±0,57 | 26,13±0,35 | 25,20 ±0,42
ліва нирка | 29,43±1,07 | 28,71 ±0,89 | 29,25±0,41 | 29,77±0,41 | 27,60±0,42 | 27,00 ±0,42
абсолютний об’єм, см3 | права нирка | 33,90±0,80 | 32,82±0,85 | 104,37±2,44 | 104,18±3,39 | 142,53±2,36 | 136,21±2,73
ліва нирка | 28,63±0,75 | 27,60±1,04 | 107,20±1,69 | 108,78±2,05 | 143,52±2,50 | 140,32±2,44
Струк-турні компо-ненти воріт нирок | відносний об’єм, % | права нирка | 6,86±0,47 | 7,29±0,43 | 7,75± 0,37 | 8,08 ±0,38 | 8,07 ±0,27 | 8,27±0,32
ліва нирка | 8,71±0,42 | 8,29±0,41 | 7,92 ± 0,42 | 8,00±0,33 | 7,13±0,19 | 7,20±0,30
абсолютний об’єм, см3 | права нирка | 7,02±0,57 | 7,37±0,32 | 29,68±1,35 | 31,07±1,52 | 44,19±1,41 | 44,70±1,87
ліва нирка | 8,47±0,54 | 7,97±0,42 | 29,03±1,10 | 29,23±1,29 | 37,08±0,94 | 37,42±1,49
При мікроскопічному дослідженні нирок 5-6 тижневих телят виражених морфологічних змін не виявили. Ниркові тільця зберігають свою округлу форму. Просвіти судин клубочків розширені, базальні мембрани капілярів інколи незначно потовщені. Кількість ниркових тілець, і, відповідно, нефронів, у правій нирці дослідних тварин становить 3793991±34964, у лівій – 4069086±85766. У контролі величина даного показника, відповідно, становить 3846113±100967 та 4094063±46262. У частини проксимальних звивистих канальців цитоплазма епітеліоцитів набухла, зерниста.
Деякі дугоподібні вени в дослідних тварин незначно розширені, дрібні венозні судини повнокровні.
Таблиця 5
Гістоморфометрична характеристика структурних компонентів кіркової речовини нирок тварин І групи (М±m, n=12)
Показники | Дослід | Контроль
права нирка | ліва нирка | права нирка | ліва нирка
Відносний
об’єм, % | ниркові тільця | 6,13±0,69 | 6,11±0,12 | 5,98±0,13 | 6,05±0,11
звивисті канальці | 57,92±0,34 | 58,12±0,44 | 58,06±0,36 | 58,53±0,39
прямі канальці та збірні ниркові канальці | 13,82±0,31 | 13,73±0,31 | 14,04±0,25 | 13,94±0,27
інтерсти-цій, в тому числі судини | 22,13±0,30 | 22,04±0,35 | 21,92±0,24 | 21,48±0,16
У 18-22 місячних тварин (ІІ дослідна група) морфологічні зміни в нирках були більш виражені ніж у 5-6 тижневих телят. У частини ниркових тілець клубочкова базальна мембрана інколи нерівномірно потовщена, міжкапілярні проміжки судинних клубочків розширені внаслідок нагромадження у цих місцях PAS-позитивного матеріалу. Капсула Шумлянського-Боумена таких ниркових тілець нерівномірно потовщена, дещо фуксинофільна, аргірофільні волокна її розпушені; у внутрішній стінці парієтального листка капсули накопичуються PAS-позитивні речовини. Загальна кількість ниркових тілець, у середньому по групі, складала 4107749±390896 у правій нирці і 4144285±115927 у лівій. У контрольних тварин даної групи кількість ниркових тілець у правій нирці становила 4279513±91445, у лівій – 4377239±65166.
Зміни в канальцевій частині нефрона в тварин другої дослідної групи були більш виражені, ніж у 5-6 тижневих телят. При гістостереометричному дослідженні встановлено достовірне (Р<0,001) зменшення величини показників відносного об’єму звивистих канальців (табл. 6). Тубулярний епітелій, як правило, зберігав свою природну величину і форму. В частини проксимальних звивистих канальців епітелій ущільнений, просвіт таких канальців незначно розширений.
В інтерстиції подекуди спостерігали невеликі скупчування лімфоцитів, плазматичних клітин, збільшення кількості фібробластів. У таких місцях нагромаджуються PAS-позитивні речовини, проходить розростання та незначне потовщення аргірофільних волокон. Унаслідок цього достовірно (Р<0,001) зростала величина показника відносного об’єму інтерстицію та судин (табл. 6). У дугоподібних та променевих артеріях кіркової речовини дослідних тварин спостерігали гіпертрофію середньої оболонки судин та розростання структурних елементів адвентиції. Дугоподібні та променеві вени кіркової речовини були дещо розширені, помірно наповнені кров’ю.
Слід зазначити, що найбільш виражені морфологічні зміни спостерігали в 5-6 річних дослідних тварин. Зокрема, в просвіті капсули Шумлянського – Боумена частини ниркових тілець субкапсулярної зони кіркової речовини виявили
Таблиця 6
Гістоморфометрична характеристика структурних компонентів кіркової речовини нирок тварин ІІ групи (М±m, n=17)
Показники | Дослід | Контроль
права нирка | ліва нирка | права нирка | ліва нирка
Відносний об’єм, % | ниркові тільця | 5,92±0,08 | 5,74±0,06 | 5,83±0,08 | 5,63± 0,12
звивисті канальці | 58,77±0,28*** | 58,39±0,12*** | 63,13±0,20 | 62,81±0,23
прямі канальці та збірні ниркові канальці | 10,76±0,19 | 11,25±0,19 | 10,91±0,13 | 11,35±0,24
інтерсти-
цій, в тому числі судини | 24,55±0,42*** | 24,62±0,32*** | 20,13±0,20 | 20,21±0,18
*** – Р <0,001
нагромадження гомогенної маси, яка за Мікель-Кальво зафарбовувалась в інтенсивно синій колір, що свідчить про її білковий характер. Капілярні петлі таких клубочків здавлюються білковою масою і відтискаються до судинного полюса. Капсула Шумлянського-Боумена розтягується, потоншується. У частини ниркових тілець інтракортикальних нефронів морфологічні зміни були дещо іншими. Зокрема, базальні мембрани капілярів судинних клубочків нерівномірно потовщуються; вони є інтенсивно PAS-позитивними, а при імпрегнації азотнокислим сріблом виступають у вигляді нерівномірних потовщених тяжів. Мезангіум таких гломерул розширений за рахунок накопичення PAS-позитивних речовин та проліферації мезангіальних клітин. Більшість ниркових тілець юкстамедулярної зони компенсаторно гіпертрофована, про що свідчить достовірне збільшення (Р<0,001) у порівнянні з контролем діаметру ниркових тілець даної зони, розширення просвіту капілярів ниркових тілець та відсутність патологічних змін, які були виражені в субкапсулярних та інтракортикальних нефронах. Дещо різний характер змін клубочків субкапсулярних відділів кори і юкстамедулярної зони, ймовірно, пов’язаний з особливостями кровообігу в нирці (наявність двох потенційно різних кіл кровообігу – кортикального і юкстамедулярного). Гіперплазія клітин середньої оболонки та потовщення зовнішньої оболонки артерій призводять до звуження їх просвіту, внаслідок чого погіршується кровопостачання кіркової речовини, що першочергово відбивається на структурних елементах найбільш віддалених від великих магістральних артерій (субкапсулярні відділи кори). Очевидно, що цим і можна пояснити певні особливості морфологічних змін у нефронах субкапсулярних і юкстамедулярних відділів кіркової речовини.
У 5-6 річних тварин, вирощених на території, забрудненій радіонуклідами, кількість ниркових тілець, і, відповідно, нефронів, була достовірно (Р<0,001) меншою у порівнянні з контролем. У правій нирці дослідних тварин даної групи знаходиться 4056510±20279 нефронів, а в лівій – 4057253±30929 (у контролі відповідно 4417221±48994 та 4443706±59932).
Зменшується (Р<0,001) величина показника відносного об’єму звивистих канальців (табл. 7). Також зменшуються (Р<0,01) величини показників зовнішнього діаметру канальців проксимального сегменту нефрона та висоти вистеляючих їх епітеліоцитів (Р<0,01). Просвіт таких канальців розширений.
У стромі нирок розвиваються процеси інтерстиціального фіброзу. Про це свідчить достовірне (Р<0,001) збільшення відносного об’єму інтерстицію та судин (табл. 7). Окрім цього, у міжканальцевій стромі також спостерігали скупчення плазматичних клітин, лімфоцитів, розростання та огрубіння аргірофільних волокон, а також нагромадження PAS-позитивного матеріалу. Просвіти дугоподібних та променевих артерій кіркової речовини часто звужені, внаслідок розвитку гіпертрофічних та гіперпластичних процесів у середній та зовнішній оболонках судин. Також потовщується аргірофільний каркас судинної стінки. Одночасно у судинній стінці нагромаджуються PAS-позитивні речовини, та збільшується кількість еластичних волокон у порівнянні з контролем.
Таблиця 7
Гістоморфометрична характеристика структурних компонентів кіркової речовини нирок тварин ІІІ групи (М±m, n=20)
Показники | Дослід | Контроль
права нирка | ліва нирка | права нирка | ліва нирка
Відносний об’єм, % | ниркові тільця | 5,67±0,05** | 5,62±0,08 | 5,37±0,08 | 5,46±0,07
звивисті канальці | 56,91±0,32*** | 56,89±0,37*** | 62,38±0,29 | 63,39±0,35
прямі канальці та збірні ниркові канальці | 9,68± 0,19 | 10,01±0,21 | 10,23±0,19 | 10,04±0,25
інтерсти-цій, в тому числі судини | 27,74±0,29*** | 27,48±0,27*** | 22,02±0,28 | 21,11±0,23
** – Р <0,01; *** – Р <0,001
Сечоводи. Елімінація через органи сечовиділення радіонуклідів та метаболітів, які утворюються в організмі, у зв’язку з деструктивним впливом іонізуючої радіації на органи й тканини призводить не тільки до ураження нирок, але й розвитку морфологічних змін у сечовивідних шляхах. При макро- і мікроскопічному дослідженнях сечоводів 5-6 тижневих телят патологічних змін не було виявлено. У тварин ІІ дослідної групи, попри те, що макроскопічно сечоводи зберігають свою нормальну структуру, гістологічно спостерігали незначну проліферацію перехідного епітелію та інфільтрацію підслизової основи клітинами лімфоїдного ряду. В 5-6 річних тварин макроскопічних змін у сечоводах не встановлено. При гістологічному дослідженні, окрім інфільтрації підслизової основи лімфоїдними клітинами, виявили гіперплазію епітелію слизової оболонки. В деяких тварин даної групи досить помітні вогнищеві проліферати, основу яких складають клітини перехідного епітелію, випинаються у просвіт сечоводу, а подекуди занурюються у підслизову основу.
Сечовий міхур. Макроскопічно, в сечовому міхурі тварин усіх трьох дослідних груп, виражених морфологічних змін не виявлено. При гістологічному дослідженні стінки сечового міхура встановлено, що в тварин І дослідної групи епітелій, в основному, зберігає свою тришарову будову. Інколи виникають дистрофічні зміни поверхневих зонтичних клітин, а в поодиноких випадках їх десквамація. Окремі капіляри підслизового шару, частіше венули, переповнені кров’ю. Подекуди спостерігається інфільтрація підслизової основи клітинами лімфоїдного ряду. В 18-22 місячних тварин епітелій сечового міхура, в основному, зберігає свою нормальну структуру. Місцями, внаслідок обмежених вогнищ дистрофічних та десквамативних уражень уроцитів, утворюються невеликі поверхневі дефекти слизової оболонки. По краях таких дефектів клітини перехідного епітелію втрачають свою перпендикулярну орієнтацію по відношенню до базальної мембрани, а іноді набувають неправильної видовженої форми. У поодиноких випадках траплялись ділянки гіперплазії перехідного епітелію. При цьому кількість клітинних шарів епітелію дещо збільшувалась. У підслизовій основі подекуди спостерігали скупчення лімфоїдних клітин. У 5-6-річних дослідних тварин, окрім зазначених змін, в епітеліальному шарі іноді трапляються клітини з ознаками гідропічної дистрофії. Такі епітеліоцити дещо збільшені в об’ємі, їх ядро переміщується на периферію клітини, а цитоплазма має вигляд вакуолі, заповненої прозорою рідиною. Варто вказати на те, що при фарбуванні суданом ІІІ ліпідних включень в епітелії сечового міхура, а також інших відділів сечовивідних шляхів виявлено не було. Окрім цього, в місцях посиленої проліферації епітелій занурюється у податливу підслизову основу і формує так звані гнізда фон Брунна. Клітинний склад брунновських гнізд по периферії представлений клітинами перехідного епітелію, які ближче до центру втрачають свою вертикальну анізоморфність і набувають веретеноподібної форми. В центрі утворюється незначне розрихлення з формуванням порожнини, заповненої гомогенною масою.
Сечівник. При макроскопічному дослідженні сечівника тварин, вирощених на забрудненій радіонуклідами території, патологічних змін не було виявлено. Гістологічно, в 5-6 річних, а подекуди в 18-22 місячних тварин спостерігали дистрофічні зміни поверхневих епітеліальних клітин, інколи їх десквамацію, а також інфільтрацію підслизової основи лімфоїдними клітинами.
Висновки
1. У дисертації, на основі проведених морфологічних досліджень, описано патологічні та компенсаторно-пристосувальні процеси в органах сечової системи великої рогатої худоби, яка постійно перебувала на забрудненій радіонуклідами території ((щільність забруднення ґрунтів 1-15 Ki/км2 (37-555 ГБк/км2)), розвиток яких свідчить про негативний вплив малих доз радіації на організм тварин у природних умовах.
2. Встановлені зміни нирок і сечовивідних шляхів були найбільш вираженими в 5-6 річних тварин, які найдовше перебували під постійним впливом малоінтенсивного іонізуючого опромінення.
3. У нирках структурні зміни локалізуються у всіх структурних компонентах нефрона, збірних ниркових канальцях, сполучній тканині інтерстицію та судинах:
а) ниркові тільця здебільшого зазнають мембранозно-проліферативних змін (в 5-6 річних та 18-22 місячних тварин). Подекуди спостерігається підвищення проникності гломерулярної базальної мембрани частини ниркових тілець субкапсулярної зони кіркової речовини і гіпертрофія ниркових клубочків юкстамедулярних нефронів (у 5-6 річних тварин);
б) у канальцевій частині нефрона розвиваються атрофічно-дистрофічні зміни (у 5-6 річних та 18-22 місячних тварин), які були найбільш виражені у його проксимальному сегменті;
в) у збірних ниркових канальцях зміни менш виражені і характеризуються дистрофією епітелію, а подекуди його проліферацією;
г) у стромі розвиваються процеси дезорганізації сполучної тканини з ознаками фіброзу (в 5-6 річних тварин). У дугоподібних та променевих артеріях кіркової речовини (у тварин ІІ та ІІІ груп) спостерігається гіпертрофія медії та розростання адвентиції, що призводить до звуження просвіту цих судин.
4. Ураження структурних компонентів нирок не носили дифузного характеру. В субкапсулярній зоні кіркової речовини патологічні зміни були більш вираженими, ніж у інтракортикальному та юкстамедулярному відділах кори нирок.
5. Окрім патологічних змін, у нирках дослідних тварин розвиваються процеси, які слід віднести до компенсаторно-пристосувальних. Зокрема, це компенсаторна гіпертрофія ниркових тілець юкстамедулярної зони та репаративні процеси у канальцевій частині нефрона, які мали ознаки як внутрішньоклітинної, так і клітинної форм регенерації.
6. У сечоводах спостерігається інфільтрація підслизової основи лімфоїдними клітинами та незначні дистрофічні зміни перехідного епітелію (18-22 місячні тварини), а також вогнищева гіперплазія останнього (5-6 річні тварини).
7. У сечовому міхурі розвиваються різної інтенсивності дистрофічні зміни, а подекуди вогнищева гіперплазія перехідного епітелію (у 5-6 річних та 18-22 місячних тварин). Окрім цього, в 5-6 річних тварин в епітеліальному шарі трапляються клітини з ознаками вакуольної дистрофії. У деяких ділянках, внаслідок проліферації перехідного епітелію, утворюються гнізда фон Брунна.
8. У сечівнику виявили дистрофію та десквамацію поверхневих клітин епітеліального шару та інфільтрацію підслизової основи лімфоїдними клітинами.
9. Показники крові дослідних тварин знаходились в межах фізіологічної норми. Проте концентрація креатиніну сироватки крові була в дослідних тварин дещо вищою, а морфологічні показники крові дещо нижчими у порівнянні з контролем. У деяких 5-6 річних тварин розвивається протеїнурія.
ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
1. При розробці лікувально-профілактичних заходів ведення тваринництва на територіях, забруднених радіонуклідами необхідно враховувати, що під впливом малоінтенсивного іонізуючого опромінення в органах сечової системи розвиваються певні патологічні і компенсаторно-пристосувальні зміни.
2. Результати дисертаційної роботи використовуються у науково-дослідній роботі та навчальному процесі на факультетах ветеринарної медицини, зооінженерних факультетах та на біологічних відділеннях інших навчальних закладів, а також при написанні відповідних розділів підручників, монографій, довідкових посібників з питань впливу опромінення на організм тварин, які вирощені в природних умовах.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Данкович Р. С. До питання патоморфології органів сечовиділення великої рогатої худоби, яка постійно знаходиться на радіоактивно забрудненій території // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С. З. Гжицького. – Львів, 2002. – Том 4 (№1). – С. 61-63.
2. Данкович Р. С. Морфологічна характеристика клубочків нирки великої рогатої худоби, вирощеної на території забрудненій радіонуклідами // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С. З. Гжицького. – Львів, 2002. – Том 4 (№2). – Ч. 4. – С. 25-29.
3. Данкович Р. С. Морфологічна характеристика сечовивідних шляхів великої рогатої худоби, вирощеної на території , забрудненій радіонуклідами // Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С. З. Гжицького. – Львів, 2003. – Том 5 (№2). – Ч. 3. – С. 68-71.
4. Данкович Р. С. Вплив малих доз радіації на морфологічні показники нирок великої рогатої худоби // Науковий вісник Львівської національної академії ветеринарної медицини імені С. З. Гжицького. – Львів, 2003. – Том 5 (№3). – Ч.1. – С. 37-40.
5. Данкович Р. С. Патоморфологія судинної системи нирок ВРХ, вирощеної на території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок аварії на ЧАЕС // Міжвідомчий тематичний науковий збірник Ветеринарна медицина. – Харків, 2003. – Випуск 82. – С. 193-196.
6. Данкович Р. С. К патоморфологии почек крупного рогатого скота, выращенного в условиях ІІІ-й зоны радиоактивного загрязнения // Ученые записки Витебской ордена “Знак почета” государственной академии ветеринарной медицины. – Витебск, 2002. – Том 38, Ч. 2. – С. 34-36.
7.
