Влияние радиоэкологических условий содержания на цитогенетические показатели крови Bos taurus

Проведен цитогенетический анализ трёх возрастных групп коров украинской чёрно-пёстрой молочной породы, которые содержались в разных радиоэкологических условиях. Выявлено повышенное коли­чество лимфоцитов с микроядрами у двух групп животных, которые содержались в условиях влияния хронического низкодозового ионизирующего облучения, в сравнении с контрольной группой. У ис­следуемого крупного рогатого скота, содержащегося в зоне усиленного радиационного давления, на­блюдалось увеличение количества лимфоцитов с микроядрами у животных старшей возрастной кате­гории на 64 % в сравнении с коровами средней возрастной группы.

Развитие мясного скотоводства в Украине рассматривают как проблему государственного зна­чения. Молочное скотоводство — одна из ведущих отраслей животноводства Украины, назначение которой — обеспечить производство молочных продуктов в объемах, соответствующих нормам го­сударственной продовольственной безопасности. Стратегия развития молочного скотоводства на­правлена на увеличение продуктивности животных и качества продукции, улучшение генофонда крупного рогатого скота (КРС) [1]. Авария на Чернобыльской АЭС негативно повлияла на состояние животноводства. В некоторых регионах Украины уровень радиоактивного загрязнения остается по­вышенным. Но в зоне усиленного радиационного давления и далее продолжается разведение сель­скохозяйственных животных [2]. Накопление опасных радионуклидов приводит к значительному ухудшению состояния поголовья сельскохозяйственных животных. Под влиянием длительного ра­диационного фактора малой интенсивности в организме животных возникают патологические изме­нения течения метаболических процессов, снижение иммунитета и производительности [3-5].

Низкие дозы радиации влияют на все системы организма, но особенно большую значимость приобретает его влияние на иммунную систему, поскольку основными функциями иммунной систе­мы являются защита организма от воздействия чужеродных антигенов и контроль за поддержанием генетического постоянства внутренней среды организма [4]. Генетические последствия действия ра­дионуклидов могут сводиться не только к повреждению собственно молекулы ДНК, но и реализуют­ся на надхромосомном уровне, путем воздействия на системы клеточного деления и повреждения механизмов передачи генетической информации дочерним клеткам [6]. Как правило, при определе­нии генотоксических эффектов в клетках периферической крови анализируют частоту цитогенетиче-ских аномалий в метафазных пластинках (полиплоидные, анеуплоидные клетки, метафазы с различ­ными типами хромосомных аберраций). Однако при подобном подходе необходимо культивирование в питательной среде с добавлением стимуляторов клеточного деления и антибиотиков, поскольку клетки периферической крови спонтанно делятся очень редко. Такая предварительная обработка мо­жет искажать результаты оценки исходных мутационных спектров, потенциально индуцируя допол­нительные мутации, и, кроме того, требует больше времени и ресурсов. Поэтому использование с по­добной целью различных вариантов микроядерного теста более перспективно [7]. Важным аспектом является не только диагностика вызванных радиацией генетических нарушений у организма, который непосредственно испытал влияние действия хронического низкодозового ионизирующего облучения, но и вероятность их передачи следующим поколениям. В связи с этим цель наших исследований — цитогенетический мониторинг популяции сельскохозяйственных животных, включающий в себя дол­госрочный контроль состояния генофондов во времени (в разрезе поколений) и в пространстве (по­пуляции с разных территорий).

Материалы и методы исследования

Нами были проанализированы цитогенетические показатели коров украинской черно-пёстрой молочной породы, содержащихся на территориях с разным уровнем радиации. Исследовали КРС Харьковской и Киевской областей Украины: ГПОХ (Государственное предприятие — опытное хо­зяйство) «Гонтаровка» Волчанского района Харьковской области (с дозой загрязнения 8-16 мкР/ч) и СХГК (Сельскохозяйственный государственный кооператив) «Мрия» в с. Горностайполь Иванков-ского района Киевской области. СХГК «Мрия» находится в зоне действия хронического низкодозо-вого ионизирующего облучения (24-96 мкР/ч).


Для проведения исследований в каждом из предприятий мы использовали животных женского пола, распределив их по возрасту на три подопытные группы: 1 группа (7-9 лет), 2 группа (4-6 лет) и 3 младшая возрастная группа (12-18 месяцев). В ГПОХ «Гонтаровка» мы отобрали 10 пар (30 живот­ных), в СХГК «Мрия» — 6 пар (18 животных). Цитогенетические препараты готовили по методике, описанной А.Шельовим и В.Дзицюк [8].

Двухъядерный лимфоцит

В процессе исследований мы учитывали следующие показатели: частоту делящихся клеток (ми-тотический индекс, МИ), двухъядерных клеток (ДЯ, рис. 1), клеток с микроядрами (МЯ, рис. 2), апоптозом (А, рис. 3) на 1000. Для каждого животного было рассмотрено не менее 3000 клеток. Пре­параты исследовали под бинокулярным микроскопом (увеличение *Ю00). Статистическую обработ­ку данных проводили при использовании t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Результаты цитогенетического анализа Bos taurus, которые содержались при хроническом иони­зирующем облучении и в контрольных условиях, представлены ниже в таблице.

Т а блица

Цитогенетические показатели коров украинской чёрно-пёстрой молочной породы

Цитогенетические показатели коров украинской чёрно-пёстрой молочной породы

Данные таблицы свидетельствуют о том, что для исследованных коров украинской черно-пёстрой молочной породы, содержащихся в хозяйствах «Мрия» и «Гонтаровка», характерна широкая изменчивость количества клеток с микроядрами и митотическим индексом. Наименьшее количество клеток с микроядрами было обнаружено у животных второй группы. Следует отметить отсутствие статистически достоверной разницы между проанализированными показателями у животных группы № 3 из разных радиоэкологических зон. Тем не менее, мы зафиксировали различия в цитогенетиче-ских показателях животных первой и второй групп хозяйств «Гонтаровка» и «Мрия». У Bos taurus группы № 2 с ГПОХ «Гонтаровка» уровень клеток с МЯ составил 2,55±0,4 %%, МИ — 4,68±0,87 %%, что достоверно больше показателей у животных той же возрастной категории, полученных из СХГК «Мрия» (МЯ 3,3±0,4 %%, МИ — 3,52±0,19 %%).

Частота клеток крови с микроядрами у животных украинской чёрно-пёстрой молочной породы при хроническом низкодозовом ионизирующем облучении

Микроядерный показатель контрольной группы коров украинской чёрно-пёстрой молочной породы

Анализируя показатели количества клеток с микроядрами у исследованных животных, можно сделать вывод, что они не превышают показателей, характерных для животных этой породы (МЯ 6,0±0,6 %% и ДЯ — 6,0±0,5 %%) [9]. Самый высокий уровень клеток с МЯ был обнаружен у Bos taurus группы 1 из СХГК «Мрия» — 5,5±1,1 %%. У животных старшей возрастной группы (группа 1) также зафиксировано достоверное увеличение показателей количества МЯ и ДЯ у КРС, поддающегося об­лучению (5,5±1,1 %%), в сравнении с контролем (2,76±0,47 %%).

Полученные нами данные цитогенетического мониторинга о повышении количества клеток с МЯ у животных, которые содержались на территориях радиационного давления, совпадают с дан­ными других авторов [4, 9, 10]. Так, по результатам Л.Ф.Стародуб (2009 г.), у КРС с различных ра­диоэкологических территорий Украины установлено статистически достоверное увеличение частоты лимфоцитов с микроядрами в сравнении с животными контрольной группы [10].

У животных, содержащихся в условиях хронического низкодозового ионизирующего облучения, нами была зафиксирована тенденция значительного увеличения микроядерного показателя с возрас­том, между животными 1 и 2 групп (рис. 4) на 64 %. У животных с ГПОХ «Гонтаровка» подобная тенденция не так сильно выражена (рис. 5). Разница между микроядерными показателями 2 и 3 групп составила 24 %.

На количество клеток с микроядрами существенно влияют возраст животного и условия окру­жающей среды. Увеличение различий микроядерного показателя с возрастом может быть обусловле­но тем, что животные, выросшие на загрязненных радионуклидами территориях, подвергаются по­стоянному внешнему и внутреннему облучению, и с возрастом резистентность организма к мутаген­ным факторам снижается.

Заключение

Проведенный цитогенетический мониторинг животных свидетельствует об увеличении количе­ства клеток с микроядрами у животных, содержащихся в условиях хронического воздействия низких доз радиации. Изучение цитогенетических показателей разных возрастных групп КРС в различных радиоэкологических условиях позволяет прогнозировать цитогенетические показатели соматического мутагенеза у животных, выращенных в условиях действия хронического низкодозового облучения.

 

 

Список литературы

  1. Кабінет міністрів Украіни. Постанова. [Про затвердження Державно! цільовоі програми розвитку украінського села на період до 2015 року. Із змінами, внесеними згідно з Постановою КМ N 1390, 1390-2011-п, від12.2011.] від 19 вересня 2007 р. N 1158. — Ки!в, 2011.
  2. Юшкевич Е.А. Влияние чернобыльской катастрофы на развитие сельскохозяйственного производства // Окружающая среда и менеджмент природных ресурсов: Тез. докл. II Междунар. конф. — Тюмень, 2011. — С. 60-62.
  3. Барыкин В.Г. Генетический груз и его мониторинг в популяциях сельскохозяйственных животных // Ветеринарная медицина. — 2011. — № 3-4. — С. 29-30.
  4. Михеева Е.А. Интенсивность роста молодняка симментальского голштинизированного скота в зависимости от уров­ня радиации // Вестн. ОрелГАУ. — 2011. — № 6 (11). — С. 51-53.
  5. Яблоков А.В. Миф о безопасности малых доз радиации // Центр экологической политики России. Программа по ядерной и радиационной безопасности СоЭС. — М., 2002. — 178 с.
  6. Кузьменко Е.В. Современные подходы к определению групповой и индивидуальной радиочувствительности орга­низма // Ученые записки Таврического нац. ун-та им. В.И.Вернадского. Сер. Биология, химия. — Симферополь, 2011. — Т. 24 (63). — № 1. — С. 109-122.
  7. Глазко Т.Т., Столповский Ю.А., Глазко В.И. Генотипические и паратипические факторы, влияющие на результаты микроядерного теста // Сельскохозяйственная биология. — 2010. — № 6. — С. 30-34.
  8. Шельов А.В., Дзіцюк В.В. Методика приготування метафазних хромосом лімфоцитів периферійноі крові тварин: ме­тод рекомендаці наукових досліджень із селекціі, генетики та біотехнологіі. — Киів: Аграрна наука, 2005. — 240 с.
  9. Сафонова Н.А., Глазко Т. Т. Меж- и внутрипородная цитогенетическая нестабильность у крупного рогатого скота // Збірник наукових праць Інституту агроекологі та біотехнологі УААН, 200 — № 4. — С. 198-209.
  10. Стародуб Л.Ф. Нестабильность генома — один из путей эволюции кариотипа у крупного рогатого скота // Совре­менные проблемы эволюционной биологии: Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. 200-летию со дня рожд. Ч.Дарвина и 150-летию выхода в свет «Происхождения видов». — Брянск, 2009. — Т. 11. — С. 278-282.
Год: 2014
Город: Караганда
Категория: Биология