Автореферат - Астраханский Государственный Технический

На правах рукописи
Володина Виктория Викторовна
МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ
КАСПИЙСКОГО ТЮЛЕНЯ (PHOCA CASPICA, GMELIN, 1788)
В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Специальность: 03.02.08 – экология (биология)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Астрахань – 2014
Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии
«Каспийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства»
(КаспНИРХ) и на кафедре «Гидробиологии и общей экологии» ФГБОУ ВПО
«Астраханский государственный технический университет» (АГТУ).
Научный руководитель:
Грушко Мария Павловна,
доктор биологических наук
Официальные оппоненты:
Войнов Виктор Борисович,
доктор биологических наук,
ведущий научный сотрудник
ФГБУН «Институт аридных зон»
Южного научного центра РАН
Попова Наталья Викторовна,
кандидат биологических наук,
менеджер по экологии и
производственной безопасности
ООО «Каспийская нефтяная компания»
ФГУП «Всероссийский научноисследовательский институт рыбного
хозяйства и океанографии» (ВНИРО),
г. Москва
Ведущая организация:
Защита состоится «29»
диссертационного совета
техническом университете
ауд. 309.
С диссертацией можно
htth://www.astu.org
октября 2014 г. в 14-00 час.
на заседании
Д 307.001.05 при Астраханском государственном
по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 16, ГК
ознакомиться в библиотеке АГТУ и на сайте
Автореферат разослан «___» ____________2014 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат биологических наук,
доцент
Э.И. Мелякина
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования. Каспийский тюлень – единственное
морское млекопитающее на Каспии, уникальный эндемичный вид, являющийся
вершиной трофической пирамиды, и состояние его популяции может служить
индикатором благополучия всей экосистемы региона (Хураськин и др., 2002;
Зайцев и др., 2009; Шестопалов, Алексеев, 2012).
Известно, что устойчивость гидробионтов к различным факторам природной среды во многом зависит от состояния их организма. Одной из актуальных
проблем гидроэкосистем является изучение особенностей функционирования
водных организмов, обитающих в хронически загрязненной среде и их патологии.
С середины 1980-х годов популяция каспийского тюленя находится в
депрессивном состоянии (Захарова, 2004; Сокольский, Панков, 2009; Ерохов,
2012). Если в начале XX века численность морзверя приближалась к миллиону
особей, то в настоящее время по оценкам разных специалистов количество зверей
находится в пределах 100-350 тыс. (Харконен, 2006; Ноздрина и др., 2010;
Тимирханов, 2012; Кузнецов и др., 2013). Эксперты по охране тюленей объясняют
данное снижение численности тюленя рядом факторов. Наиболее важным из них
является промысловая охота в течение прошлого столетия, сокращение рыбных
запасов, ухудшение состояния среды обитания в результате изменения климата и
колебаний уровня моря, случайный забой рыболовами и попадание в рыбные сети.
Среди других факторов можно назвать различные (вирусные, бактериальные и
гельминтологические) заболевания; активная нефтедобыча, а также загрязнение
вод в результате сельскохозяйственной и промышленной деятельности в прошлом
и настоящем (Eybatov 1997; Ноздрина и др., 2011).
Ранее проведенные исследования показали, что патологические процессы,
наблюдаемые у каспийских тюленей, представляют собой сложный
комбинированный механизм, обусловленный многими факторами. Главный из них
— антропогенное химическое загрязнение моря отходами промышленного (ПХБ,
фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов и т. д.) и
сельскохозяйственного (пестициды, минеральные удобрения) производств
(Бутаев, Кабыш, 2002). Положение усугубляется тем, что море является закрытым
водоемом, где процессы реабилитации проходят очень медленно.
Таким образом, кроме необходимости принятия мер, направленных на
сохранение природной среды при эксплуатации ресурсов суши и моря, актуальна
задача оценки состояния здоровья морских млекопитающих. В настоящее время
методы диагностики и профилактики заболеваний у этих животных, оценка их
морфофизиологического состояния, токсического воздействия на них веществ
антропогенного происхождения являются весьма актуальными (Ерохина,
Кавцевич, 2011).
Целью работы явилась оценка морфофункционального состояния органов и
тканей каспийских тюленей разного пола и возраста в современных экологических
условиях.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
3
1. Дать патоморфологическую характеристику паренхиматозных органов
каспийских тюленей на фоне содержания в их органах и тканях загрязняющих
веществ (Cd, Pb и нефтеуглеводородов).
2. Определить показатели периферической крови самок и самцов P. caspica
в современных экологических условиях.
3. Выявить уровень зараженности патогенными гельминтами и характер
патологических изменений в организме морских животных при инвазионных
заболеваниях как одного из экологических факторов, негативно влияющего на
состояние популяции каспийского тюленя.
Научная
новизна.
Проведены
комплексные
исследования
морфофункционального состояния органов и тканей каспийского тюленя разного
пола и возраста. Впервые подробно изучены: патоморфологические изменения во
внутренних органах и тканях яловых и беременных самок, их плодов,
половозрелых самцов и сиварей каспийских тюленей; гематологические
показатели разных групп животных; зараженность патогенными гельминтами
разновозрастных и разнополых морских млекопитающих, а также патологические
изменения в организме P. caspica вследствие инвазионных заболеваний.
Теоретическая и практическая значимость работы. Проведенный анализ
позволяет объективно оценить морфофизиологическое состояние каспийского
тюленя в условиях хронического загрязнения морской среды. Его результаты по
патоморфологическим изменениям важны для понимания влияния загрязнения на
организм млекопитающих. Фактические материалы исследования могут найти
применение при мониторинговых исследованиях состояния популяции
каспийского тюленя и условий его обитания, разработки и осуществления
природоохранных мероприятий с целью оздоровления экологической обстановки
в Каспийском море.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Гистологический анализ выявил патоморфологические нарушения в
паренхиматозных органах всех возрастных групп тюленей на фоне содержания в
их организме загрязняющих веществ (кадмия, свинца, нефтеуглеводородов).
Общая черта всех патогистологических изменений – фиброзные разрастания во
внутренних органах тюленей.
2. Показатели
физиологического
состояния
обследованных
особей
каспийского тюленя являются критическими, о чем свидетельствует оценка
степени патологических изменений их внутренних органов (3−4 балла), согласно
методике Л.А. Лесниковой и И.Д. Чинаревой (1987).
3. Морфологический состав крови каспийских тюленей свидетельствует о
нарушении процессов кроветворения, выявленные изменения указывают на
неблагополучное физиологическое состояние обследованных зверей.
4. В современных экологических условиях сивари, половозрелые самки и
самцы каспийского тюленя подвержены массовой паразитарной инвазии.
Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы были
представлены и получили положительную оценку на Международных,
Международных научно-практических, научных конференциях; Съезде
Паразитологического общества.
4
Личное участие автора. Автор непосредственно участвовал в сборе и
обработке материала в научно-исследовательских экспедициях. Осуществлял
идентификацию паразитических организмов, проводил гематологический анализ.
Совместно со специалистами были проведены токсикологические и
гистологические исследования.
Благодарности. Автор считает своим долгом выразить искреннюю
благодарность за дружескую поддержку, помощь в обработке полевого материала
сотрудникам лаборатории ихтиопатологии ФГУП «КаспНИРХ». Глубокая
признательность д.м.н., профессору АГТУ Федоровой Н.Н. за помощь в
гистологическом анализе препаратов, сотрудникам лаборатории водных проблем
и токсикологии ФГУП «КаспНИРХ» Бедрицкой И.Н., Поповой О.В., Эмировой
Р.И. за совместную работу и любезно предоставленные материалы
токсикологических исследований. Особую благодарность автор выражает
научному руководителю д.б.н., профессору АГТУ Грушко М.П., за помощь и
ценные советы при подготовке данной работы.
Публикации. Полученные научные результаты изложены в 29
опубликованных работах, из них 7 статей в научных журналах, рекомендованных
перечнем ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав,
обсуждения, заключения, выводов, списка литературы из 257 наименований,
приложения. Работа изложена на 205 страницах и содержит 9 таблиц и 100
рисунков.
Глава 1. Эколого-токсикологическое состояние Каспийского моря
Ведущая роль в загрязнении Каспийского моря принадлежит речному стоку.
Водотоки волжской сети осуществляют транзит токсикантов широкого
ассортимента производственных, коммунально-бытовых сточных вод, поступающих с бассейна р. Волги в Каспий, особенно в его северную часть − это
пестициды, детергенты, соли тяжелых металлов, минеральные, органические
вещества и многие другие. Ранее проведенные исследования показали
значительную загрязненность тяжелыми металлами водотоков г. Астрахани
(Жижимова, 2009; Кузин, 2009). Эколого-токсикологическая обстановка в
водотоках низовий Волги и в Каспийском море на протяжении последних лет
остается стабильно напряженной. Ежегодно в р. Волгу поступает 387 тыс. т
органических соединений, 13 тыс. т нефтеуглеводородов, 396 тыс. т взвешенных
веществ, значительное количество фенолов, тяжелых металлов, пестицидов и
других загрязняющих веществ (Панасенко, 2004; Абдурахманов и др., 2012).
За последние 15−20 лет в стоках основных рек Каспия органическое вещество и биогенные элементы заметно увеличились: по нитратам – более чем в 2,5
раза, по фосфатам – в 2 раза (Карыгина, 2013; Островская и др., 2013; Салманов и
др., 2013). Среднее содержание ионных форм экотоксикантов в 2002-2009 гг. в
водах северо-западной части Каспия составило: свинца – 1,90±0,43 мкг/л; кадмия –
0,30±0,05 мкг/л; цинка - 31,83±6,59 мкг/л; меди – 3,38±0,79 мкг/л; марганца —
3,23±2,16 мкг/л; никеля — 2,30±1,29 мкг/л; железа – 21,04±10,77 мкг/л (Чуйко,
2013).
Концентрации хлорорганических пестицидов в 2000-2012 гг. в северокаспийских водах варьировали в широких пределах: от 0 до 0,5322 мкг/л
5
(Мухамбетов, 2012; Галлей, 2013). Содержание нефтеуглеводородов в
поверхностном слое изменялось от 19,87 мкг/л до 200,0 мкг/л (Островская и др.,
2013). По классификационному индексу токсического загрязнения воды Каспия
можно отнести к «слабо» и «умеренно загрязненным» с отсутствием острого
токсического действия (Рылина и др., 2011).
В целом, экологическое состояние Каспийского моря характеризовалось
хроническими
антропогенными
нагрузками,
которые
способствовали
критическому состоянию популяций каспийских гидробионтов. Как следствие,
численность анчоусовидной и большеглазой килек резко сократилась, снизилась
эффективность их естественного нереста, промысловые запасы некоторых видов
рыб значительно уменьшились (Ходоревская и др., 2013).
Глава 2. Материал и методы исследований
Сбор биологического материала осуществляли в 2007−2012 гг. во время
проведения научно-исследовательских экспедиций на предзимние залежки зверя в
конце октября-начале ноября. Животных отлавливали в местах массовых
концентраций животных в районах Северного Каспия (вблизи о. Малый
Жемчужный).
При выполнении работы был применен комплекс методов исследования:
морфометрические, паразитологические, гистологические, физиологические и
статистические. Объем собранного материала представлен в таблице 1.
Морфометрические методы. Пол, массу тела, зоологическую длину,
возраст определяли согласно общепринятым в зоологии методикам и инструкциям
по сбору и обработке полевого материала (Терентьев, 1964; Клевензаль, 1988;
Инструкции по сбору..., 2011).
Таблица 1
Качественные и количественные показатели исследованных животных
Вид исследования
Период
проведения
Токсикологическое
2007−2012 гг.
Гистологическое
2011−2012 гг.
Гематологическое
2007−2012 гг.
Паразитологическое
2007−2012 гг.
Объект
исслед.
Самки,
самцы
Самки
Самцы
Плоды
Самки
Самцы
Самки
Самцы
Средняя
масса, кг
Средняя
длина, см
Возраст,
лет
Кол-во,
экз.
45,1±1,4
122,6±1,0
13,2±1,4
60
57,9±4,2
70,3±6,3
1,5±0,1
46,4±2,8
43,7±4,7
45,6±2,4
40,9±3,8
130,0±2,9
143,7±2,3
47,3±0,3
123,5±2,0
121,6±3,7
122,2±1,8
119,6±3,0
12,7±2,3
17,5±2,4
0,6±0,1
11,8±3,3
14,6±1,8
11,9±2,1
11,5±2,7
16
6
12
55
29
75
39
Токсикологические методы. В печени и жировом слое каспийского
тюленя, а также в организме обыкновенной кильки определяли содержание
кадмия, свинца; уровень накопления тяжелых металлов выявляли атомноабсорбционным методом, суммарное количество углеводородов (∑УГВ) –
гравиметрическим, ароматической фракции (АУ) – спектрофотометрическим.
Исследования проводились в соответствии с общепринятыми в токсикологии
методиками (МУ № 01-19/47-11, 1992; Определение содержания суммы…, 1997).
Выполнено 408 анализов.
Паразитологические методы. Для определения видового состава
гельминтов каспийского тюленя исследовали все его внутренние органы,
6
используя метод неполного гельминтологического вскрытия (Скрябин, 1928;
Делямуре, Скрябин, 1965). Обработано 1026 паразитологических проб.
Идентификацию паразитических организмов осуществляли по определителям:
«Трематоды животных и человека» (1956), «Определитель паразитов позвоночных
Черного и Азовских морей» (1975); «Определитель паразитов пресноводных рыб
фауны СССР» (1987); «Паразитофауна и болезни рыб Каспийского моря» (2007), а
также использовали детальное описание паразитов каспийского тюленя в
некоторых исследованиях (Заблоцкий, 1958; Курочкин, 1962; Заблоцкий,
Курочкин, 1975).
Для характеристики зараженности и заболеваемости млекопитающих
применяли следующие показатели инвазии: экстенсивность инвазии (ЭИ),
интенсивность инвазии (ИИ), средняя интенсивность инвазии (СИИ), индекс
обилия (ИО).
Гематологические методы. Взятие крови осуществляли по общепринятой
методике (Geraci, Smith, 1975). Мазки изготавливали общепринятым способом,
окрашивали смесью Романовского-Гимза. Идентификацию форменных элементов
крови осуществляли по атласам Г.И. Козинца (1998, 2004). Изучение основных
гематологических показателей (скорость оседания эритроцитов, концентрацию
гемоглобина в крови, количество эритроцитов) проводили по методикам,
рекомендованным А.А. Кудрявцевым и др. (1969). Всего проанализировано 168
мазков крови. Для сравнения гематологических показателей использовали
экспериментальные данные клинически здоровых половозрелых афалин,
адаптированных к неволе (Романов, 1990), а также результаты исследования крови
P. caspica, отобранной от самок и самцов в ходе научной экспедиции ВНИРО в
октябре 1989 г. (Швацкий и др., 1990).
Гистологические методы. Образцы тканей паренхиматозных органов
(печени, почек, селезенки, желудка, тонкого и толстого кишечника,
поджелудочной железы), а также кусочки костного мозга, взятого из ключицы
взрослых особей и 7,5−8,0 мес. плодов, фиксировали в растворе Буэна, Сера,
Карнуа. Материал обрабатывали по общепринятым в гистологии методикам
(Ромейс, 1954; Волкова, Елецкий, 1989). Микрофотосъемка производилась при
помощи фотонасадки SONI DSC-W7. Площадь, занимаемую на срезе белой
пульпой селезенки, определяли согласно методике Г.Г. Автандилова (1990). Всего
проанализировано 4352 гистологических препарата. При анализе структуры
формирующихся органов плодов каспийского тюленя обращались к
теоретическим основам особенностей эмбриогенеза и возрастной гистологии
внутренних органов млекопитающих (Волкова, Пекарский, 1976).
Диагностику и оценку степени патологических изменений в органах и
тканях гидробионтов осуществляли в соответствии с методикой Л.А. Лесникова и
И.Д. Чинаревой (1987). Степень ранжировки: I балл – Реакция организма, не
связанная с его повреждением; II балла – Легкие повреждения. Слабая гиперемия
сосудов, отеки; III балла – Повреждения средней тяжести. Гиперемия сосудов,
периваскулярные и перицеллюлярные отеки, очаговые кровоизлияния; IV балла –
Тяжелые повреждения. Множественные очаговые кровоизлияния, значительные
отеки, дистрофия, некроз до 30 % тканей; V баллов – Симптомы летального
отравления. Наличие значительных повреждений внутренних органов при
7
действии относительно невысоких концентраций токсических веществ,
приближающихся к хроническим летальным концентрациям, и почти полное
отсутствие симптомов повреждения при высоких летальных концентрациях, но за
короткое время.
Статистические методы. При обработке полученного материала
использовали следующие статистические подходы и показатели: расчет
относительных показателей, определение средних величин; корреляционный
анализ (Плохинский, 1961; Лакин, 1990). При математической обработке
применяли программы Microsoft Excel, Statistica.
Глава 3. Морфофункциональное состояние органов и тканей
каспийского тюленя
Неотъемлемой частью оценки антропогенного влияния на природные
популяции являются наблюдения за биологическими откликами и последствиями
загрязнения водной среды (Рылина и др., 2011). При этом необходимо выявлять
как неблагоприятные тенденции короткопериодных изменений, так и медленно
текущие изменения, которые характеризуют состояние биоты и являются
наиболее опасными с точки зрения своих последствий (Катунин и др., 2006).
3.1. Содержание загрязняющих веществ в тканях
обыкновенной кильки и каспийского тюленя
В число разнообразных токсикантов, попадающих в морскую среду, входят
тяжелые металлы и углеводороды. Свинец (Pb) и кадмий (Cd) – одни из наиболее
распространенных в каспийских водах поллютантов − относятся к
суперэкотоксикантам, достаточно долго сохраняются в водоеме, медленно
выводятся из организма гидробионтов, способны к биоаккумуляции, а при
длительном влиянии на морских млекопитающих даже в небольших
концентрациях может происходить нарастание токсического эффекта
(Токсикология, 2012).
Среднее содержание Pb и Cd в 2007−2012 гг. в обыкновенной кильке −
основном пищевом объекте каспийского тюленя, составляло 3,90±0,71 мг/кг
сырого веса и 0,38±0,02 мг/кг (соответственно металлам), а в печени тюленей в
отдельные годы концентрация вышеперечисленных элементов была выше в 3,7 и
15,0 раз, чем в обыкновенной кильке, что указывает на высокие
биоаккумуляционные способности вышеперечисленных химических элементов.
Анализ многолетней динамики (2007−2012 гг.) накопления тяжелых металлов в
тканях и органах каспийского тюленя указывает на их стабильно высокие
концентрации, в среднем составившие 3,94±1,35 мг/кг Pb в печени, 3,91±1,59 мг/кг
Pb в подкожно-жировой клетчатке, 0,65±0,27 мг/кг Cd в печеночной ткани и 0,23±
0,05 мг/кг в жировой прослойке.
Поступление нефтеуглеводородов в Каспийское море обусловлено
множеством источников: речной сток, потери при разработке морских и
нефтегазовых месторождений, подвижки донных пластов и др. Известно, что
нефтеуглеводороды оказывают негативное влияние на морских млекопитающих
как путем потребления загрязненной ими пищи, так и при непосредственном
контакте с водой, в которой содержатся ее компоненты. Наибольшую опасность
8
представляют растворенные и эмульгированные ароматические углеводороды
(Черкашин, 2005).
Среднегодовое содержание суммарного количества углеводородов в тканях
обыкновенной кильки зарегистрировано на уровне 122,43±12,18 мг/кг сырого веса,
ароматических углеводородов − 10,03±2,23 Σ УГВ. У каспийского тюленя
концентрация суммарного количества углеводородов в среднем составила в
печени 121,93±28,83 мг/кг, в подкожно-жировой прослойке − 131,35±32,27 мг/кг.
Содержание ароматических нефтеуглеводородов зарегистрировано в печеночной
ткани в среднем на уровне 7,84±1,28 Σ УГВ, в жировой ткани – 7,10±1,23 Σ УГВ.
Уровень накопления загрязняющих веществ в органах и тканях каспийского
тюленя свидетельствовал об его хронической интоксикации.
3.2. Паразитологические исследования каспийского тюленя
Изменение состояния окружающей среды, еѐ преобразование могут
способствовать активации процессов адаптивной эволюции возбудителей
паразитарных заболеваний (Ярыгина, 2011). В условиях токсичного загрязнения в
организме, как правило, происходит дисфункция физиологических систем,
приводящая к заболеваемости особей (Валедская и др., 2000).
Так, в 2007−2012 гг. инвазионные виды: Pseudamphistomum truncatum
(Rudolphi, 1819), Anisakis schupakovi (Mosgovoy, 1951), Corinosoma strumosum
(Rudolphi, 1802), Eustrongylides excisus (Jägerskiöld, 1908) провоцировали развитие
псевдамфистомоза, анизакиоза, эустронгилидоза и коринозомоза у тюленя,
который является окончательным хозяином возбудителей вышеперечисленных
заболеваний и заражается ими через инвазированную рыбу по трофическим
звеньям, то есть в процессе питания (рис. 1).
Рис.1. Инвазионные заболевания тюленя в 2007−2012 гг.
Псевдамфистомоз у P. caspica регистрировали ежегодно на всех этапах
развития. На последних стадиях псевдамфистомоза у больных животных
выявлены множественные обширные бугристые уплотнения в печени, ее
гипертрофия и мозаичность окраски. Обнаружены новообразования в печени,
поджелудочной железе и тонком кишечнике. Анатомическое строение печени и
поджелудочной железы при этом было частично или полностью нарушено.
9
Выявленные гистопатологические изменения указывали на развитие хронического
катарального холангита и холецистита с преобладанием продуктивной реакции по
типу цирроза.
Паразитологическое исследование показало, что зараженность сиварей
трематодами P. truncatum варьировала от 28,6 % (в 2010 г.) до 100 % (в 2009 г.).
Удельный вес животных, имеющих тяжелые патологические изменения
внутренних органов, соответствовал второй и третьей стадии псевдамфистомоза,
был минимальным в 2007 г. (11,2 %), максимальным – в 2012 г. (22,3 %). Самцов с
бессимптомным паразитоносительством и первыми проявлениями заболевания
регистрировали в 57,1-100% случаев. Экстенсивность инвазии животных этой
возрастной группы, имеющей патологические изменения во внутренних органах,
соответствующие второй и третьей стадии псевдамфистомоза, варьировала от 25
% (в 2010 г.) до 62,5 % (в 2007 г.). Заболеваемость половозрелых самок изменялась
от 50,0 % (в 2010 г.) до 100% (в 2007, 2009 гг.). Псевдамфистомоз на второй и
третьей стадии заболевания отмечен у самок чаще (в 33,3−100 % случаев), чем у
самцов и неполовозрелых зверей. Выявлено, что интенсивность заражения
половозрелых особей тесно коррелирует (η =0,99) с толщиной подкожно-жировой
прослойки, то есть тяжесть заболевания проявляется также и в уменьшении
упитанности больных псевдамфистомозом зверей.
В отличие от P. truncatum, нематода A. schupakovi паразитирует в полости
желудка и кишечника, а также в стенке желудка каспийского тюленя. Частота
встречаемости животных с манифестным ответом на инвазию круглых червей A.
schupakovi достигала 23,1 %. Интенсивность инвазии при анизакиозе составляла
114−336 экз. Гельминты, провоцировавшие развитие болезни, локализовались в
желудке как одиночно, так и группами, что в последнем случае провоцировало
образование изъязвлений слизистой органа. Показано, что патогенез анизакиозной
инвазии определяется не только механическим воздействием личинок,
внедрившихся в слизистую оболочку, но и аллергическими реакциями организма
на продукты выделения и распада паразитов (Лысенко, 2000). Круглые черви A.
schupakovi – постоянные сочлены паразитарного сообщества каспийского тюленя,
тогда как нематоды E. excisus отмечены спорадически в 2007 и 2009 гг., так как он
для E. excisus является неспецифичным хозяином. Эустронгилидоз был
зарегистрирован у половозрелых самок в 2007 г., интенсивность инвазии при
заболевании превышала 50 нематод. У больных животных отмечена
множественная перфорация стенки желудка, изъязвление, нагноение,
некротические изменения прилегающих тканей, отек и гиперемия слизистой
оболочки желудка.
В отличие от E. excisus, скребни C. strumosum являются типичными
представителями
паразитофауны
морских
млекопитающих.
Заражение
колючеголовыми регистрировали ежегодно. Однако коринозомоз был
зарегистрирован только в 2007 г. у 3,3 % обследованных животных. Манифестный
ответ на инвазию вышеуказанным инвазионным видом был выявлен в основном у
беременных самок. Интенсивность инвазии при заболевании была более 3000 экз.
Патологические изменения проявлялись в деструктивных изменениях слизистой
оболочки кишечника в результате механического повреждения хоботками этого
паразита. В местах его внедрения в стенку кишечника развивались отек и
10
обширная гиперемия, воспаление слизистой оболочки, что могло стать причиной
нарушения функциональности этого органа.
Ежегодно в состав паразитофауны тюленей входили патогенные гельминты,
заражение и реинвазия которыми происходила в процессе питания через
инвазированную рыбу. В ходе гельминтологического мониторинга у тюленя
выявлено развитие заболеваний паразитарной природы: псевдамфистомоза,
анизакиоза, эустронгилидоза, коринозомоза, что указывает на ослабление
защитных функций организма и неспособности противостоять или адаптироваться
к внедрению чужеродных организмов. Вероятно, это усугублялось как
токсическим воздействием живых и погибших гельминтов на организм хозяина,
так и влиянием негативных абиотических факторов среды (изменение климата,
антропогенной нагрузки на водоем, стрессом и т. д.). Нарушение экологической
обстановки может сопровождаться изменениями, приводящими как к
исчезновению наиболее чувствительных к токсикантам одних компонентов
паразитарного сообщества, так и увеличению численности и распространенности
других, адаптирующихся к изменяющимся условиям среды (Беэр, 2003). Ранее
проведенные исследования свидетельствуют о широком разнообразии
качественного состава паразитофауны каспийского тюленя (Курочкин, 1958;
Заблоцкий, 1975; Крылова, 1982). За последние 20-30 лет регистрировали
выпадение одних инвазионных видов из компонентного паразитарного
сообщества P. caspica и увеличение патогенности других на фоне общего
снижения резистентности организма хозяина.
1.3.
Исследования периферической крови каспийского тюленя
Одним из индикаторов физиологического состояния организма животных и
условий их существования является наиболее лабильная ткань внутренней среды −
кровь (Головина, 1996; Моисеенко, 1998).
Исследование показателей периферической крови каспийских тюленей
показало, что среднее содержание гемоглобина у животных первого года жизни
составило 168,5±8,9 мг/л, у самцов — 151,3±14,0 мг/л, у яловых самок − 148,0
±12,6 мг/л, у беременных — 116,2 ± 11,7 мг/л. Количество эритроцитов в среднем
зафиксировано на уровне 3,6±0,3 x1012/л (у сиварей – 4,8 ±0,5×1012/л, самцов− 4,4
±0,6×1012/л, у яловых − 3,1±0,2×1012/л, у беременных − 1,5 ±0,3×1012/л).
Значительная доля особей (40,7 %) характеризовалась снижением показателя
количества эритроцитов, что могло быть обусловлено как гемолизом эритроцитов,
так и воздействием токсических агентов, различными патологическими
нарушениями деятельности костного мозга и/ или селезенки (Бобова, 2003;
Кавцевич, 2012).
Изучение морфологического состава крови позволило также выявить
изменения и патологические формы клеток крови тюленей, которые проявлялись в
виде присутствия на мазках крови эхиноцитов, ретикулоцитов, разноразмерных
эритроцитов, а также патологических проявлений − гипохромазии, пойкилоцитоза
(табл. 2). Изменения показателей красной крови, т. е. снижение числа
эритроцитов, содержание гемоглобина и патологические формы элементов крови
проявляются в виде анемии. Состояние анемии зарегистрировано в 16,7 %; 33,3 %;
33,3 % и 35,3 % случаев, согласно вышеуказанным группам. В данном случае
11
анемия у тюленя возникала вследствие кровопотери, которая происходила при
значительных повреждениях тканей внутренних органов паразитами, и, как
следствие, повышенного разрушения эритроцитов. Последняя развивается при
интоксикациях под действием химических веществ антропогенного и/или
биологического происхождения, кроме того, эти токсины также способны
подавлять функцию кроветворных органов (Струков, 1995).
Таблица 2
Патологические формы эритроцитов у каспийских тюленей в 2007−2012 гг., %
Объект
Норма
АнизаПойкилоГипохроРетикулоЭхиноциты
исследования
цитоз
цитоз
мазия
циты
Сивари
Самки
беременные
Самки
яловые
Самцы
45,5±4,5
1,0±0,1
18,0±1,8
2,5±0,3
32,±1,8
1,0±0,1
65,7±4,9
0,2±0,1
18,0±8,2
3,0±2,3
10,1±5,0
3,0±2,4
66,3±4,1
3,4±1,5
20,7±4,6
9,3±3,2
0,2±0,1
0,1±0,0
61,1±7,9
12,6±4,7
0,8±0,2
0,7±0,1
12,8±6,8
12,0±6,6
Определение скорости оседания эритроцитов показало, что среднее
значение данного показателя составляло 3,6±0,01 мм (у сиварей − 2,6±1,1 мм, у
самцов – 2,9±0,3 мм, у яловых – 3,0±0,3 мм, у беременных самок – 5,5 ±1,2 мм).
Скорость оседания эритроцитов у некоторых больных особей достигала высоких
значений (28 мм), что указывает на прогрессирование воспалительных процессов.
Анализ лейкоформулы каспийских тюленей показал, что среди лейкоцитов
крови клетки агранулоцитопоэтического ряда в среднем составляли 29,8±1,3 %;
гранулоцитопоэтического – 70,2±1,3 % (рис. 2).
Рис. 2. Относительное содержание элементов белой крови у тюленей
У гранулоцитов превалирующее положение занимали нейтрофилы, варьируя
от 49,0 до 61,2 % от общего числа клеток белой крови, в среднем составляя
57,0±2,6 %. Соотношение клеток в составе белой крови различалось в зависимости
от физиологического состояния обследованных особей, обусловленное, повидимому, половыми, возрастными и индивидуальными особенностями
организма.
Обнаруженные отклонения лейкограмм свидетельствуют об острых
воспалительных процессах, интоксикации организма, наличии паразитарной
12
инвазии, опухолевых заболеваниях (рис. 3). Характер отмеченных изменений
крови в большинстве случаев исключает обратимость этих процессов.
Рис. 3. Встречаемость изменений лейкограмм у каспийского тюленя
Изменения показателей крови у обследованных животных свидетельствуют
об их неудовлетворительном физиологическом состоянии, что обусловлено
паразитарными инвазиями, вирусными и бактериальными инфекциями,
присутствующими в организме, так и гемотоксичным воздействием комплекса
загрязняющих веществ водоема (Минеев, Минеева, 2010).
3.4. Гистопатологическое состояние паренхиматозных органов
каспийского тюленя
Патологические изменения в структуре органов и тканей позволяют
оценивать степень влияния окружающей среды на организм (Федорова и др., 1999;
Крючков и др., 2004).
Печень участвует в детоксикации ксенобиотиков, приносимых с кровью в
составе веществ, усвоенных при пищеварении. Токсины оказывают
преимущественно повреждающее воздействие на структурные элементы этого
органа с портальным кровообращением (Ежкова, 2006). Гистологическое
исследование в 2011−2012 гг. показало, что у тюленей в печеночной ткани
основными изменениями были воспалительные реакции, сопровождающиеся
развитием дистрофических, некробиотических изменений, отеки паренхимы и
соединительной ткани, а также лимфоцитарные инфильтрации (рис. 4). Была
выявлена активная пролиферация соединительной ткани вокруг мелких и крупных
сосудов печени. Результаты наших исследований свидетельствуют, что в
печеночной ткани каспийского тюленя происходило развитие портального
цирроза. Средний балл оценки патогистологического состояния этого органа у
беременных самок составил 3.8, у яловых самок – 3.6, у самцов – 3.6, у сиварей –
3.5. Ранее проведенные обследования черноморских дельфинов, подвергшихся
токсическому отравлению, показали, что дистрофические и некротические
изменения гепатоцитов приводили к появлению печеночно-клеточной
недостаточности, что соответствовало проявлению цирроза (Солнцева, 2002).
В
почках
тюленей
были
отмечены
признаки
хронического
гломерулонефрита и амилоидоза. Эти заболевания сопровождались следующими
13
патогистологическими проявлениями: некроз эпителиальных пластов, базальных
мембран, стенок извитых канальцев, гиперцеллюлярность в почечных тельцах,
значительные разрастания соединительной ткани в стенках почечных сосудов и по
ходу артериол, микроциркуляторные нарушения (гемо- и плазморрагии в
межканальцевой ткани), отложения масс амилоида в стенках сосудов и почечных
тельцах (рис. 5). Балл патологического нарушения органа составлял у беременных
самок – 4.1, у яловых самок и самцов − по 4 балла, у сиварей – 3.6. Похожая
патология почек была обнаружена ранее у балтийских млекопитающих: серый
тюлень, кольчатая нерпа, а также у черноморских дельфинов (Бобовникова и др.,
1986; Солнцева 2002; Bergman, Olsson, 1989). Показано, что патологические
изменения в почках млекопитающих обычно обусловлены процессами
напряжения метаболизма, физиологической отягощенностью при лактации,
токсическим воздействием токсикантов, содержащихся в кормовых объектах
(Ежкова, 2006).
Рис. 4. Печень каспийского тюленя.
ОК10 ОБ90 Гематоксилин-эозин. 1.
Жировая дистрофия клеток. 2. Ссуженный
просвет сосуда. 3. Некроз гепатоцитов и
инфильтрат из лимфоцитов
Рис. 5. Почка каспийского тюленя.
ОК10 ОБ90 Окраска по Маллори. 1. Элементы
крови. 2. Утолщение стенок почечного сосуда. 3.
Разрастание соединительной ткани.
4. Окклюзия полости почечного канальца.
5. Гиперцеллюлярность в почечном тельце
В желудке каспийских тюленей выявлены значительные нарушения: отѐк
слизистой оболочки; в рыхлой волокнистой неоформленной соединительной
ткани собственной пластинки ближе к просвету органа зарегистрированы мелкие
кровоизлияния, отмечены разрывы капилляров; некроз тканей слизистой оболочки
и замещение железистой ткани на соединительную, что свидетельствует о
катаральном гастрите.
Анализ состояния тонкого кишечника каспийских тюленей позволил
выявить симптомы катарального десквамативного энтерита, который
характеризовался полнокровной и отечной слизистой оболочкой обильно
покрытой слизистым экссудатом. Выявлена дистрофия и десквамация эпителия,
особенно на верхушках ворсинок.
В толстом отделе кишечника тюленей зарегистрированы участки некроза
эпителия, слизистая оболочка была значительно гиперемирована, бокаловидные
клетки гипертрофированы в связи с большим количеством вырабатываемого
секрета, обнаружены участки с отслоением покровного эпителия. Регистрировали
14
участки значительного размера с признаками воспаления, причем инфильтрат
распространялся и в подслизистый слой; в слизистой оболочке толстого
кишечника были отмечены кровоизлияния разной величины, что характерно для
острого колита. У некоторых особей слизистая оболочка толстой кишки имела
признаки язвенного колита и характеризовалась следующими изменениями:
обильная инфильтрация лимфоцитами, нейтрофилами и эозинофилами; сосуды
неравномерно расширены; в эпителии множественные эрозивные образования. У
отдельных особей отмечали признаки хронического колита, который
характеризовался выраженными воспалительными явлениями. Зарегистрировано
утолщение или десквамация поверхностного эпителия. В слизистой оболочке −
множественные кровоизлияния и эрозии эпителиального слоя. Ближе к просвету в
слизистой оболочке кишки выявлены участки разрастания соединительной ткани,
которая замещала участки кишечных крипт, ранее подвергавшихся некрозу, а
также атрофия и фиброз слизистой оболочки (рис. 6). При этом
соединительнотканная строма складок, ворсинок была обнажена. У всех животных
на гистологических препаратах обнаружены кишечные гельминты. Таким образом,
исследование отделов пищеварительного тракта каспийских тюленей показало, что
балл повреждения органа у беременных самок был равен 3.8, у яловых самок – 3.4,
у самцов – 3.5, у сиварей – 3.3. Ранее при исследовании кишечника черноморских
дельфинов, подвергающихся токсическому отравлению, отмечен остро
протекающий энтерит. Симптоматика в этом случае имела злокачественное
течение и явилась основной причиной гибели животных (Солнцева, 2002).
Состояние органов пищеварительного тракта у животных в первую очередь
зависит от качества пищи. Длительное поступление токсикантов в малых дозах с
пищей и водой приводит к ослаблению защитных функций организма и
неспособности сопротивляться чужеродным агентам (паразитам, вирусам,
бактериям и т. д.). Паразиты не только механически разрушают ткани, но и
токсически воздействуют на организм хозяина, отравляя его продуктами
метаболизма живых гельминтов и продуктами распада погибших, провоцируют
возникновение вторичной инфекции (Семенова, 2001; Лысенко, 2009).
Исследование селезенки тюленей показало, что более половины объема
органа составляли разросшиеся соединительнотканные тяжи, что, естественно,
приводило к снижению ее функции. У части обследованных животных трабекулы
занимали до 31,5 % от общей площади органа. В селезенке тюленя были довольно
редкими и мелкими фолликулы из белой пульпы. В некоторых фолликулах белой
пульпы центральные артерии имели очень узкие просветы из-за разрастания
соединительной ткани в их оболочках, а у отдельных экземпляров центральные
артерии были без просвета. Четких границ герментативных центров выявить не
удалось. Все сосуды исследуемых органов были расширены и заполнены в
основном плазмой крови.
У некоторых животных был выявлен, кроме фиброза селезенки, и
гемосидероз, а постоянная венозная гиперемия сопровождалась вытеснением
эритроцитов из переполненных вен (рис. 7). За пределами сосудов эритроциты
разрушались, в тканях органа происходило накопление железосодержащего бурого
пигмента – гемосидерина. В связи с этим, ткани селезенки приобрели темнокоричневую окраску. Вся площадь красной пульпы была занята глыбками
15
гемосидерина. Таким образом, основными патологическими процессами в
селезенке были: нарушение кровоснабжения, значительное снижение доли белой
пульпы органа, интенсивная пролиферация соединительной ткани (фиброз
селезенки), признаки разрушения эритроцитов (гемосидероз), что согласуется с
более ранними исследованиями. Балл оценки патогистологического состояния
этого органа у беременных самок соответствовал 4.0, у яловых– 3.9, у самцов –
3.4, у сиварей – 3.5. Полученные данные свидетельствуют о резком снижении
кроветворных функций этого органа. Отмечено, что лимфоцитарное истощение
селезенки, сопровождающееся пролиферацией ретикулоэндотелиальных клеток и
увеличением эритрофагии, а в некоторых случаях и некрозом клеток, наблюдается
при воздействии токсикантов, даже при небольших его концентрациях. Известно,
что гемосидероз селезенки, вызванный внесосудистым разрушением эритроцитов
(экстраваскулярный гемолиз), провоцируется интоксикацией гемолитическими
ядами (Крючков и др., 2004; Федорова, 2005).
В поджелудочной железе у животных были выявлены симптомы
хронического панкреатита: нарушение микроциркуляции, интенсивные
атрофические процессы, которые наиболее интенсивно проявлялись у
половозрелых особей.
Согласно патогистологическому анализу, средний балл у беременных самок
составил 3.4, у яловых – 3, у самцов – 3.5, у сиварей – 3.3. Выявленные
патологические процессы в поджелудочной железе тюленей указывают на
симптомы хронического панкреатита, причиной которого, возможно, послужили
инфекции, интоксикация, болезни печени, желудка и кишечника.
Рис.6. Тонкий кишечник каспийского тюленя.
ОК10 ОБ90 Гематоксилин-эозин. 1. Некроз
эпителия. 2. Деструктивные изменения
кишечных
ворсинок.
3.
Разрастание
соединительной ткани. 4. Бокаловидные
клетки. 5. Десквамация эпителия
Рис. 7. Селезенка каспийского тюленя.
ОК10 ОБ10 Окраска по Маллори.
1. Кровеносные сосуды. 2. Соединительная
ткань. 3. Белая пульпа
Исследование красного костного мозга половозрелых особей тюленей
показало, что соотношение формирующихся форменных элементов крови не
соответствует норме, что свидетельствует о нарушении гемопоэза.
Характер и степень морфофункциональных нарушений, зарегистрированных
нами у каспийского тюленя в 2011−2012 гг., соответствовали результатам
16
проведенных
обследований
черноморских
дельфинов,
подвергшихся
токсическому отравлению; сельскохозяйственных животных, обитающих в
условиях повышенной техногенной нагрузки, патологические изменения во
внутренних органах и тканях которых классифицировали ранее как хроническое
токсическое поражение (Солнцева, 2002; Ежкова, 2006).
1.4.
Гистологические исследования паренхиматозных органов плодов
каспийского тюленя
У плода в ответ на негативные изменения в материнском организме можно
ожидать возникновение различных реактивных отклонений в развитии внутренних
органов (Барсукова, 2008).
Результаты исследований печени плодов каспийского тюленя в возрасте семи
месяцев в 2011−2012 гг. показали, что у всех исследованных животных были
отмечены дистрофические повреждения гепатоцитов, причиной которых являются
нарушения обменных процессов (рис. 8). Очень частыми были патологии,
связанные с микроциркуляцией крови, и структурные изменения, обусловленные
склеротическими изменениями стенок сосудов. Патогистологическое состояние
печени исследуемых плодов соответствовало 4 баллам.
Рис. 8. Печень плодов каспийского тюленя.
ОК10. ОБ100 Гематоксилин-эозин. 1. Некроз
ядер гепатоцитов. 2. Некротические изменения
гепатоцитов.3. Геморрагии в паренхиме органа
Рис. 9. Почка плодов каспийского тюленя.
ОК10 ОБ40 Окраска по Маллори.
1. Почечные тельца без мочевого пространства. 2. Почечный каналец. 3. Некроз
эпителия извитых канальцев. 4.
Кровоизлияние.
Анализ состояния почки 7−8-месячных плодов показал, что в строме органа
были зафиксированы мелкие кровоизлияния, отмечена гиперемия капилляров
клубочков, в связи с чем, мочевое пространство было резко сужено, наряду с
почечными тельцами, у которых петли капилляров полностью заполняли мочевое
пространство. Зарегистрированы почечные тельца со спавшимися капиллярными
петлями и расширенным мочевым пространством, а просветы почечных канальцев
сужены и заполнены белковым содержимым. Для цитоплазмы эпителиальных
клеток канальцев была характерна дистрофия. Выявлены канальца с
некротизированными эпителиальными клетками и с отслоением эпителиального
пласта от базальных мембран (десквамация). Таким образом, в почке были
17
выявлены повреждения средней тяжести, которые проявились в виде нарушения
микроциркуляции крови, нарушениями гломерулярного и тубулярного аппарата
(рис. 9). Согласно шкале оценки патогистологического материала, состояние этого
органа у всех особей соответствовало 3 баллам.
В желудке обследованных тюленей в плодный период выявлены следующие
патологические изменения: гипертрофия железистых клеток, разрушение
поверхностного эпителия, кровоизлияния в подслизистой основе и в собственной
пластинке слизистой оболочки.
В процессе исследования тонкого кишечника плодов каспийского тюленя
выявлены гиперплазия бокаловидных клеток, эрозии и кровоизлияния,
разноразмерность и изменение формы кишечных ворсинок геморрагии в
подслизистой основе (рис. 10). В толстом кишечнике проанализированных особей
выявлена гипертрофия бокаловидных клеток, некроз и дистрофия эпителия,
десквамация и гиперсекреция желез, мелкие кровоизлияния в собственной
пластинке кишечных крипт. В целом характер патоморфологических нарушений
отделов пищеварительного тракта обследованных каспийских тюленей в плодный
период соответствовал 3.7 баллам.
Исследование селезенки плодов показало, что в белой пульпе органа
выявлялись небольшие некротизированные участки. Трабекулы представлены
мощными соединительнотканными разрастаниями, они образовывали «скелет»
органа. Стенки многих внутриорганных сосудов утолщены за счет разрастания
соединительной ткани, в связи с чем, их просвет был или сильно сужен, или вовсе
не прослеживался (рис. 11). В этом органе также выявлено нарушение
кровоснабжения, снижение площади белой пульпы, разрушение эритроцитов,
пролиферация соединительной ткани (рис. 11). Зарегистрированные изменения
позволяют оценить гистопатологическое состояние селезенки в 3 балла.
Рис. 10 Тонкий кишечник плода каспийского
тюленя. ОК10 ОБ100 Гематоксилин-эозин.
1. Некроз однослойного эпителия.
2.Кишечные ворсинки. 3. Кровеносный сосуд.
Рис. 11. Селезенка плода каспийского
тюленя. ОК10 ОБ40 Гематоксилин-эозин.
1. Белая пульпа. 2. Кровоизлияние.
3. Соединительнотканные трабекулы.
4. Полость сосуда. 5. Утолщенная
соединительнотканная стенка сосуда.
Исследование поджелудочной железы каспийских тюленей в плодный
период показало, что основная масса изменений обусловлена расстройством
18
кровообращения этого органа, проявляющегося в виде геморрагий как в
эндокринной, так и в экзокринной части органа. Для этого органа средний балл
патогистологического состояния равен 2.
Гистологическое обследование красного костного мозга выявило, что в
полости ключицы, состоящей с внутренней стороны еще из хрящевых клеток,
выявлялась кроветворная ткань. У исследованных плодов желтый костный мозг не
регистрировали. В густой сети ретикулярных клеток обнаружены развивающиеся
форменные элементы крови всех рядов. Соотношение гранулоцитов и
эритроцитов составляло 1:2, что может свидетельствовать о нарушении процесса
кроветворения.
Таким образом, гистологические исследования, проведенные в 2011−2012
гг., указали на неудовлетворительные показатели патологического состояния
паренхиматозных органов плодов каспийского тюленя. Очевидно, что
материнский организм является для развивающегося организма внешней средой,
от качества которой полностью зависит его здоровье. Система плацентарного
барьера не способна противостоять токсинам как химического, так и
биологического происхождения. Поэтому закономерно, что внутренние органы
обследованных плодов были подвержены аналогичным патоморфологическим
нарушениям, что и у их матерей.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В последние годы все острее становится проблема взаимоотношений
морских млекопитающих и человека в связи со стабильным антропогенным
воздействием на природную среду. Нарушение
естественных равновесий,
сформированных в экологических системах, закономерно влечет за собой
различные негативные феномены, включая заболевания и гибель различных
организмов. Последнее – один из важнейших факторов, способствующих
возникновению эпизоотий у морских млекопитающих, в том числе и у P. caspica.
Тюлени, занимающие верхний уровень пищевой системы Каспийского моря,
обладают повышенной способностью к накоплению веществ, потенциально
опасных для них. В том числе, морские млекопитающие могут служить обширным
природным «резервуаром»
возбудителей природноочаговых инфекций,
представляющих опасность для человека. Поэтому в настоящее время, кроме
принятия мер, направленных на сохранение природной среды при эксплуатации
ресурсов суши и моря, актуальна задача мониторинга состояния вида Каспийский
тюлень, в целом, и состояния единичных особей животных, которые потенциально
могут контактировать с человеком.
Токсикологические исследования обитателей Каспийского моря (2007−2012
гг.) показали стабильно высокие концентрации загрязняющих веществ в органах и
тканях каспийского тюленя, а также в его основном пищевом объекте −
обыкновенной кильке. Известно, что под действием вредоносных факторов
происходит расстройство нормальной жизнедеятельности организма, снижение
приспособляемости и мобилизации его защитных сил. При остром отравлении
гибель животного не сопровождается значительными патогистологическими
изменениями и, наоборот, длительное воздействие токсиканта, даже не
заканчивающееся гибелью, приводит к значительным патологическим изменениям
во внутренних органах (Крючков и др., 2004).
19
На современном этапе эколого-токсикологическая обстановка в водотоках
низовий Волги и в Каспийском море на протяжении последних лет (2007-2013 гг.)
остается стабильно напряженной.
Проведенные нами патоморфологические исследования разновозрастных и
разнополых групп каспийских тюленей выявили нарушения на тканевом и
органном уровнях. Общей чертой всех патогистологических изменений у
исследованных животных явилось активное замещение клеток органов
соединительной тканью, которое способствовало резкому снижению
функциональности органов. Наиболее глубокие патоморфологические изменения
отмечены в селезенке и почках животных, характер и степень развития патологий
в организме обследованных млекопитающих соответствовали хроническому
токсическому поражению. Патологические нарушения у беременных самок и
плодов в среднем соответствовали 4 баллам, у сиварей – 3.4, у половозрелых
самцов и самок − по 3.5 балла. По сравнению с ранее полученными данными по
патоморфологическим изменениям в организме тюленей (Крючков и др., 2004), у
современных особей отмечена более высокая степень поражения жизненно
важных органов. Результаты исследований (2007-2012 гг.) свидетельствуют о
значительном снижении качества здоровья тюленей здоровья по сравнению с
тюленями поколения 1999-2004 гг. Исследование периферической крови
обследуемых особей также подтвердило неблагополучное физиологическое
состояние морских млекопитающих. Комплексный анализ всех полученных
результатов позволил выявить следующую закономерность: с возрастом степень
патологических изменений в организме усиливается. Наиболее высокие
показатели интенсивности инвазии паразитическими организмами, степени
патоморфологических изменений в органах и тканях, отклонений показателей
крови от нормы зарегистрированы у беременных самок тюленя. Таким образом,
факторы среды, более длительно воздействующие на тюленей, в том числе и на
беременных самок, стали повреждающими, появились поколения ослабленных
особей, неспособных противостоять или адаптироваться к различным
воздействиям (токсикантам, паразитам, стрессу и т.д.) и воспроизводить здоровое
потомство. Анализ плодов каспийского тюленя, проведенный в 2011 - 2012 гг.,
выявил глубокие патологические изменения в органах и тканях, аналогичные
нарушениям, зарегистрированным в материнском организме, что в свою очередь,
свидетельствует о низком качестве потомства на фоне хронического загрязнения
окружающей среды, что, вероятно, в дальнейшем приведет к снижению
численности популяции.
ВЫВОДЫ
1. Среднемноголетнее содержание загрязняющих веществ в воде Северного
Каспия составило: свинца – 1,90±0,43 мкг/л; кадмия – 0,30±0,05 мкг/л; цинка 31,83±6,59 мкг/л; меди – 3,38±0,79 мкг/л; марганца — 3,23±2,16 мкг/л; никеля —
2,30±1,29 мкг/л; железа – 21,04±10,77 мкг/л. Концентрация хлорорганических
пестицидов в северокаспийских водах варьировала: от 0 до 0,5322 мкг/л;
нефтеуглеводородов - от 19,87 мкг/л до 200,0 мкг/л, что свидетельствует о
хронической токсической нагрузке на экосистему северной части Каспийского
моря в 2007-2012 гг.
20
2. Среднемноголетнее содержание тяжелых металлов в организме каспийского
тюленя соответствовало 3,94±1,35 мг/кг сырого веса Pb в печени; 3,91±1,59 мг/кг
Pb в подкожно-жировой клетчатке; 0,65±0,27 мг/кг Cd в печеночной ткани и 0,23±
0,05 мг/кг в жировой прослойке. Концентрация суммарного количества
углеводородов в печеночной ткани животных составила в среднем 121,93±28,83
мг/кг сырого веса, в подкожно-жировой прослойке − 131,35±32,27 мг/кг.
Содержание ароматических нефтеуглеводородов зарегистрировано в печеночной
ткани тюленей на уровне 7,84±1,28 % Σ УГВ, в жировой ткани – 7,10±1,23 % Σ
УГВ.
3. В органах и тканях каспийских тюленей выявлены следующие
патоморфологические нарушения: в печени − воспалительные реакции,
дистрофия, некроз, отеки паренхимы и соединительной ткани, активная
пролиферация соединительной ткани вокруг сосудов; в желудке − признаки
катарального гастрита; в слизистой оболочке кишечника − симптомы
катарального десквамативного энтерита; в поджелудочной железе − признаки
хронического панкреатита; в селезенке − изменение процессов кровоснабжения,
значительное снижение доли белой пульпы органа, интенсивная пролиферации
соединительной ткани (фиброз селезенки), признаки разрушения эритроцитов; в
почках − признаки хронического гломерулонефрита и амилоидоза. Наиболее
тяжелые патоморфологические нарушения обнаружены в селезенке и почках
животных. Общей чертой всех патогистологических изменений у исследованных
животных явилось активное замещение клеток органов соединительной тканью.
4. У 7−8 месячных плодов каспийского тюленя внутренние органы были
подвержены аналогичным патоморфологическим нарушениям, что и у их матерей.
Наиболее тяжелые морфофункциональные изменения отмечены в почках и печени
плодов. Выявленные патологические изменения в паренхиматозных органах
обследованных плодов каспийского тюленя свидетельствовали о неблагополучном
их состоянии вследствие патологических изменений материнского организма
различной этиологии, в том числе в результате неблагоприятных воздействий
среды обитания на беременных самок P. caspica.
5. Анализ периферической крови каспийских тюленей показал, что среднее
содержание гемоглобина у животных первого года жизни составляло 168,5±8,93
мг/л; у самцов − 151,3±13,97 мг/л; у яловых самок − 148,0 ±12,55 мг/л; у
беременных − 116,2 ± 11,7 мг/л. Состояние анемии зарегистрировано в 16,7 %;
33,3 %; 33,3 % и 35,3 % случаев, согласно вышеуказанным группам. Количество
эритроцитов и скорость оседания эритроцитов в среднем зафиксированы на
уровне 3,6±0,25x1012/л (у сиварей – 4,8 ±0,5×1012/л, самцов− 4,4 ±0,6×1012/л, у
яловых − 3,1±0,2×1012/л, у беременных − 1,5 ±0,3×1012/л) и 3,6±0,09 мм (у сиварей
2,6±1,1 мм, у самцов – 2,9±0,3 мм, у яловых – 3,0±0,3 мм, у беременных самок −5,5
±1,2 мм) соответственно. У обследованных особей каспийского тюленя выявлены
отклонения в морфологии клеток красного ряда (анизацитоз, пойкилоцитоз,
агглютинация), нарушения в количественном соотношении клеток белой крови
(лимфоцитоз, моноцитоз, базофилия, нейтрофилез, эозинофилия).
6. В паразитофауне каспийского тюленя ежегодно присутствовали патогенные
гельминты, зараженность которыми составляла в среднем 91,3 ± 3,17 % (A.
schupakovi), 5,0 ± 3,82 % (E. excisus), 78,1 ± 5,12 % (C. strumosum), 68,3 ± 5,21 % (P.
21
truncatum). Вышеуказанные гельминты провоцировали развитие инвазионных
заболеваний: псевдамфистомоза, анизакиоза, эустронгилидоза и коринозомоза.
Псевдамфистомоз выявляли ежегодно на всех стадиях развития у 53,3−86,7 %
исследованных тюленей. Сивари были подвержены заболеванию в 28,6−100 %,
половозрелые звери – 50,0−100 % случаев. Последние стадии псевдамфистомоза
регистрировали у 33,3−100 % самок, у 25,0−62,5 % самцов и 11,2−22,3 % сиварей.
7. Характер патологических изменений на третьей стадии псевдамфистомоза
соответствовал развитию хронического катарального холангита и холецистита с
преобладанием продуктивной реакции по типу цирроза. Анизакиоз,
зарегистрированный преимущественно у беременных самок (8,9±3,0 %),
проявлялся в острой воспалительной реакции со стороны слизистой оболочки
желудка. Патогенез эустронгилидозной инвазии определялся множественной
перфорацией стенок желудка, нагноением, изъязвлением, некротическими
изменениями прилегающих тканей. Патологические изменения при коринозомозе
проявлялись в деструктивных изменениях слизистой оболочки кишечника в
результате механического повреждения хоботками C. strumosum.
ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в журналах, периодических изданиях, включенных в перечень ВАК РФ
1. Володина В.В., Бедрицкая И.Н., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Оценка физиологического и
эпизоотического состояния каспийского тюленя (Phoca caspica) в условиях освоения и
разработки нефтегазовых месторождений // Защита окружающей среды в нефтегазовом
комплексе. – 2012. – № 10. – С. 41-44.
2. Володина В.В., Грушко М.П. Инвазионные заболевания каспийского тюленя // Актуальные
вопросы ветеринарной биологии. – 2012. – № 2(14). – С. 25-29.
3. Володина В.В., Грушко М.П. Морфологическая характеристика периферической крови
каспийского тюленя // Морфология. – 2012. – Т. 141, № 3. – С. 40-41.
4. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Изменения некоторых отделов
пищеварительного тракта каспийского тюленя (Phoca caspica) // Естественные науки. – 2013. –
№ 3. – С. 92-95.
5. Володина В.В., Солохина Т.А., Югай Т.В., Конькова А.В. Результаты комплексного
исследования [тюленя] Phoca caspica в современных условиях экосистемы Каспия // Рыбное
хозяйство. - 2013.– № 5. – С. 56-60.
6. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Анализ гистологического строения
паренхиматозных органов каспийского тюленя // Актуальные вопросы ветеринарной биологии.
– 2014. - № 1 (21). – С.74-81.
7. Грушко М.П., Федорова Н.Н., Володина В.В. Структурные изменения слизистой оболочки
пищеварительного тракта у каспийского тюленя (Phoca caspica) // Морфология. – 2014. – Т. 145,
№ 3. – С. 60.
Публикации в других научных изданиях
8. Володина В.В., Артемова А.В., Проскурина В.В., Лисицкая И.А., Сорокина Н.С.
Эпизоотическая оценка каспийского тюленя в 2005 г. // Рыбохозяйственные исследования на
Каспии: Результаты НИР за 2005 г. – Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2006. – С. 382-390.
9. Хураськин Л.С., Захарова Н.А., Кузнецов В.В., Янченков В.П., Хорошко В.И., Артемова
А.В., Володина В.В. Оценка современного состояния популяции каспийского тюленя в ВолгоКаспийском бассейне и прогноз его добычи на 2007 г. //Рыбохозяйственные исследования на
Каспии: Результаты НИР за 2005 г. – Астрахань: Изд-во КаспНИРХа, 2006. – С. 350-361.
10. Володина В.В., Артемова А.В. Эпизоотическое состояние каспийского тюленя // IX съезд
Гидробиологического общества РАН [Электронный ресурс]: тез.докл. Том 1 / Ин-т экол.
Волжск. бас.; ГБО РАН. – Тольятти, 2006. – С. 84.
22
11. Володина В.В. К вопросу об анизакидозе каспийского тюленя // Труды междунар. научной
конф. – Махачкала: «Наука плюс», 2006. – С.258-259.
12. Артемова А.В., Володина В.В. Псевдамфистомоз как одна из причин преждевременной
гибели поголовья каспийского тюленя. Материалы II Междунар. конф. молодых ученых и
специалистов. - Астрахань: Издательство КаспНИРХ, 2007.- С. 15-18.
13. Володина В.В. Паразитологические исследования [каспийского тюленя] // Экологические
мониторинговые исследования на лицензионном участке «Северный» ООО «Лукойл Нижневолжскнефть» (1997-2006 гг.) / ФГУП КаспНИРХ.- Астрахань, 2007.- С. 386-390.
14. Володина В.В. Эпидемиологически значимые гельминты – причина патологических
изменений в органах и тканях каспийского тюленя // Состояние, охрана, воспроизводство и
устойчивое использование биологических ресурсов внутренних водоемов: материалы междунар.
науч. – практ. конф. – Волгоград, 2007. – С. 60-62.
15. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Состояние периферической крови
каспийского тюленя //Материалы II Междунар. научной конф. - Астрахань: «Астраханский
университет», 2011. - С. 177-178.
16. Володина В.В., Бедрицкая И.Н. Оценка состояния каспийского тюленя на основе
паразитологических и гематологических показателей // Материалы IV международной науч.практ. конф. – Астрахань: КаспНИРХ, 2011. – С. 48-53.
17. Володина В.В., Солохина Т.А., Бедрицкая И.Н. Особенности состава крови самцов
каспийского тюленя (Phoca caspica) // Материалы III Междунар. научно-практич. конф.
молодых ученых - Астрахань: КаспНИРХ, 2012. – С.30-31.
18. Ларцева Л.В., Проскурина В.В., Володина В.В. Распространенность патогенных гельминтов
у промысловых видов гидробионтов//Астраханский вестник экологического образования. –
2012. - № 3 (21). – С. 113-117.
19. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Особенности морфологии селезенки
каспийского тюленя (Phoca caspica) / Материалы VIII Междунар. научно-практич. Т. 19. –
Пшемысль: Наука и студия, 2012. – С. 81-82.
20. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Состояние печени каспийского тюленя в
современных экологических условиях // Материалы VIII Междунар. научно-практич. конф. –
Прага: ИД «Educationand Science» , 2012. – С. 24-25.
21. Володина В.В., Грушко М.П. Кровь как индикатор состояния организма каспийского
тюленя //Тезисы докладов Всерос. науч.конф. проф.-препод. состава АГТУ (56 ППС)
[Электронный ресурс] – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2012.
22. Володина В.В. К вопросу об очаговости эпидемиологически значимых паразитов на
акватории Северного Каспия // Материалы Всерос. конф. молодых ученых и специалистов с
междунар. участием – Мурманск: ПИНРО, 2012. – С. 57-60.
23. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Особенности морфологии почек каспийского
тюленя (Phoca caspica) // Материалы Междунар. научно-практич. конф. – М.: Вестник
Российской академии сельскохозяйственных наук, 2012. – С. 182-183.
24. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Кровь как показатель физиологического
состояния каспийских тюленей // Материалы IX Междунар. научно-практич. конф. - Т. 59.
Биологические науки.- Прага: ИД «Educationand Science», 2013. – С. 21-23.
25. Володина В.В. К вопросу о паразитировании Pseudamphistomum truncatum у каспийского
тюленя //Материалы V Съезда Паразитологического общества при РАН: Всеросс. конф. с
междунар. участием. - Новосибирск, 2013 г. - С. 48.
26. Володина В.В., Грушко М.П. Особенности морфологии слизистой оболочки желудочнокишечного тракта каспийского тюленя //Тезисы докладов Междунар. науч.конф. проф.-препод.
состава АГТУ (57 ППС) [Электронный ресурс] – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2013.
27. Володина В.В., Попова О.В., Эмирова Р.И. Патоморфологические изменения в печени
каспийского тюленя на фоне биоаккумуляции загрязняющих веществ в организме // Материалы
V Междунар. науч.-практ. конф. – Астрахань: КаспНИРХ, 2013. – С. 58-62.
28. Володина В.В., Грушко М.П., Федорова Н.Н. Особенности морфологии печени эмбрионов
каспийского тюленя // Сб. науч. трудов по материалам Междунар. науч.-практич. конф. –
Тамбов: ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2014. – С.37-38.
23
24