Тюменская область, Россия
Россия
ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья (кафедра анатомии и физиологии, доцент)
Россия
Россия
Россия
ВАК 4.1.2 Селекция, семеноводство и биотехнология растений
ВАК 4.1.3 Агрохимия, агропочвоведение
ВАК 4.1.4 Садоводство, овощеводство, виноградарство и лекарственные культуры
ВАК 4.1.5 Мелиорация, водное хозяйство и агрофизика
ВАК 4.2.1 Патология животных, морфология, физиология, фармакология и токсикология
ВАК 4.2.2 Санитария, гигиена, экология, ветеринарно-санитарная экспертиза и биобезопасность
ВАК 4.2.3 Инфекционные болезни и иммунология животных
ВАК 4.2.4 Частная зоотехния, кормление, технологии приготовления кормов и производства продукции животноводства
ВАК 4.2.5 Разведение, селекция, генетика и биотехнология животных
ВАК 4.3.3 Пищевые системы
ВАК 4.3.5 Биотехнология продуктов питания и биологически активных веществ
УДК 616 Патология. Клиническая медицина
УДК 615.91 Ядовитые вещества в целом
УДК 57.084 Наблюдения и эксперименты на живых организмах, растениях и животных
УДК 59.084 Наблюдения и эксперименты на живых животных
УДК 616.01/-099 Общие вопросы патологии
УДК 574.6 Прикладная гидробиология
Цель исследования – определение значения белокрыльника болотного Calla palustris Linnaeus, 1753 в возникновении ачирской вспышки «гаффской» болезни. Отбор гидроботанических проб проводили на водоемах, в прибрежной зоне, в т. ч. в местах произрастания белокрыльника. Образцы растений отбирали на 12 станциях (по 6 станций на озерах Ишменевское и Андреевское) в весенне-летний период, измельчали ножницами, гомогенизировали с помощью блендера и ежедневно вводили в аквариумы, куда ежедневно вводили по одной части детрита, постепенно увеличивая его концентрацию. Через 15 дней эксперимента после введения 1125 г детрита рыбу скармливали лабораторным животным. Биологическую пробу на мышах (n = 5) проводили в течение 17 сут. На озерах Андреевское и Ишменевское, где зафиксирована «гаффская» болезнь, белокрыльник болотный встречается достаточно часто, но не образует моновидных зарослей. При проведении биологической пробы на мышах, которым скармливали содержащуюся с детритом белокрыльника болотного рыбу, у мышей отмечали признаки, прямо и косвенно указывающие на «гаффскую» болезнь в виде пугливости, гиподинамии, гнойного конъюнктивита, позы «треугольника» и позы «лягушки». Летальность среди подопытных животных составила 100 %. Патоморфологические изменения совпадали с таковыми при «гаффской» болезни и характеризовались измененимия в печени, почках и селезенке. У подопытных животных не обнаруживали изменений в скелетной мускулатуре, что нехарактерно для «гаффской» болезни. Идентичность клинической картины у подопытных животных, употреблявших рыбу, которая участвовала в биологической пробе с детритом белокрыльника болотного, свидетельствует о значении этого растения в образовании токсина «гаффской» болезни.
«гаффская» болезнь, белокрыльник болотный, Calla palustris L., биологическая проба, белые мыши, клиническое проявление, патоморфологические изменения, ачирская вспышка
Введение. Столетняя история «гаффской», сартланской болезни, или алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии, и тридцать одна зарегистрированная вспышка не позволили определить причину ее возникновения [1, 2]. За весь период в мире от токсикоза пострадало более трех тысяч человек, летальность заболевания составила 2 % людей [3, 4]. Алиментарный токсикоз развивается у рыбоядных млекопитающих, включая человека, при употреблении рыбы или ракообразных, обитающих в неблагополучных водоемах. Основными клиническими проявлениями «гаффской» болезни являются миалгия и миоглобинурия, вызванная разрушением поперечнополосатой мускулатуры, и трудности с мочеиспусканием [5, 6].
Среди основных гипотез «гаффской» болезни, рассматриваемых исследователями по всему миру, являются накопление токсичных веществ химических производств, образование токсинов цианобактериями и ядовитыми водными и прибрежно-водными растениями. Из-за короткого периода вспышек (средняя продолжительность около трех лет) и длительности биологических экспериментов получить достоверные данные о происхождении токсина так и не удалось [7, 8].
В Тюменской области «гаффская» болезнь регистрируется во второй раз. Первая вспышка была зафиксирована на нескольких озерах, входящих в группу Тарманского болотно-озерного комплекса, в 2000–2002 гг. Повторная вспышка случилась в 2019 г. на водоеме, расположенном северо-восточнее Тарманских озер на расстоянии около 300 км в озере Андреевское в Ачирском сельском поселении Тобольского района. С каждым годом число неблагополучных водоемов в Тюменской области увеличивается. В 2023 г. неблагополучными являлись четыре озера: Андреевское, Ишменевское, Иземетское и Эйхлыкуль [9–11].
В предыдущей вспышке было установлено наличие значительных зарослей хвоща речного на неблагополучных Тарманских озерах, который и был определен как основная причина, вызывающая «гаффскую» болезнь [12–14].
При гидроботанических обследованиях озер Андреевское и Ишменевское Тобольского района Тюменской области выявлено произрастание растений с ядовитыми свойствами, среди которых белокрыльник болотный.
Цель исследования – определение значения белокрыльника болотного Calla palustris Linnaeus, 1753 в возникновении ачирской вспышки «гаффской» болезни.
Материалы и методы. Исследования проведены в течение 2021–2022 гг. в ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья и Тюменском филиале ФГБНУ «ВНИРО».
Отбор гидроботанических проб проводили на водоемах, в прибрежной зоне, в том числе в местах произрастания белокрыльника. Образцы растений отбирали на 12 станциях (по 6 станций на озерах Ишменевское и Андреевское). Для сохранения объективности результатов точки отбора проб совпадали в различные периоды исследования.
Белокрыльник болотный отбирали в весенне-летний период, измельчали ножницами, гомогенизировали с помощью блендера и ежедневно вводили в аквариумы. Для биологической пробы использовали полевую культуру карася серебряного (Сarassius auratus gibelio), выловленного из благополучного водоема. Плотность посадки карасей не превышала 2 кг на аквариум объемом 100 л. В аквариумы ежедневно вводили по одной части детрита, постепенно увеличивая его концентрацию. Через 15 дней эксперимента, после введения 1 125 г детрита, рыбу вылавливали из аквариумов и готовили для скармливания лабораторным животным. Ежедневно мышам (n = 5) скармливали по 12 г подготовленных образцов сырых внутренних органов и мышц рыбы, полученных при биологической пробе с детритом белокрыльника. Мыши контрольной группы (n = 5) получали аналогичное питание, для этого использовали свежую рыбу, выловленную из благополучных водоемов. Биологическую пробу на мышах проводили в течение 17 сут [15–17].
После завершения биологической пробы трупы погибших лабораторных животных вскрывали в соответствии с ГОСТ Р 57547-2017 «Патологоанатомическое исследование трупов непродуктивных животных. Общие требования», используя наружный и внутренний осмотр. Для изучения гистологического строения органов и тканей мышей отбирали биологический материал, который после фиксации и окрашивания гематоксилином и эозином микроскопировали и фотофиксировали при помощи светового микроскопа Levenhug Med Series – окуляр 10,
объективы 4, 20 и 40 [18, 19].
Результаты и их обсуждение. Неблагополучные по «гаффской» болезни водоемы располагаются на труднодоступной территории Тобольского района Тюменской области и имеют некоторые особенности. На момент исследований в озере Андреевское преобладающая глубина в прибрежной зоне составляла 0,6 м, максимальная глубина отмечена в западной части большого плеса – 1,8 м. Исходя из данных инженерных батиграфических изысканий (фондовые материалы Тюменского филиала ФГБНУ «ВНИРО»), при максимальной глубине оз. Андреевское 1,8 м площадь водоема составляет 80,00 км², объем воды – 90,00 млн м³. Озеро Ишменевское: площадь – 2,95 км², длина – 2,65 км, наибольшая ширина – 1,45 км.
Гидроботанический состав изучаемых озер был представлен различным количеством видов водной и прибрежно-водной растительности. Так, в озере Андреевском произрастает 36 видов, а в озере Ишменевском 40 видов растений. Общих видов, произрастающих в обоих водоемах, насчитывается 21 вид. В составе флоры общими для озер Андреевское и Ишменевское являются три вида растений: хвощ топяной, или речной – Equisetum fluviatile L., вех ядовитый – Cicuta virosa L. и белокрыльник болотный – Calla palustris L.
На озере Андреевское белокрыльник болотный встречался по кромке сплавин, на заболоченных прибрежных участках (большей частью переобводненных) среди сфагновых мхов и болотной растительности по южному берегу и в северо-западном участке (районе притока с болот). Образовывал разреженные заросли.
На озере Ишменевское белокрыльник болотный встречался по кромке сплавин в районе притока с болота и истока ручья, на заболоченных прибрежных участках (большей частью переобводненных) среди сфагновых мхов и болотной растительности по восточному берегу. Образовывал разреженные заросли.
Установлено, что белокрыльник произрастал в составе растительных группировок как на оз. Андреевское, так и на оз. Ишменевское, но при этом не образовывал моновидовых сообществ, хотя встречался довольно часто.
При проведении биологической пробы на белых мышах, которым скармливали образцы сырых внутренних органов и мышц рыбы, содержащейся с детритом белокрыльника болотного, у всех подопытных животных были обнаружены признаки взъерошенности и неряшливости [20, 21].
Конъюнктивит в эксперименте проявился лишь у двух животных опытной группы (40 %). Зафиксировано гнойное течение одно- и двухстороннего конъюнктивита.
Начиная с седьмого дня у животных опытной группы отмечали явные симптомы токсикоза, которые проявлялись пугливостью, снижением двигательной активности, также отмечали характерные признаки «гаффской» болезни в виде позы «лягушки» и позы «треугольника» (рис. 1).
Рис. 1. Поза «треугольника» у мыши в опытной группе при использовании
в эксперименте белокрыльника болотного
The "triangle" pose of a mouse in the experimental group when using a marsh whitefly in an experiment
Все подопытные животные погибли до окончания эксперимента в течение 6–14 дней.
При патоморфологическом исследовании мышей, участвующих в эксперименте, отмечали изменения в печени, почках и селезенке. Так, макроскопически фиксировали, что печень была упругой консистенции красно-коричневого,
темно-красного или светло-коричневого (мускатная) цвета, массой (0,89 ± 0,08) г. Отмечено уменьшение относительной массы печени на 25,4 % по отношению к контрольным животным. При микроскопическом исследовании печени отмечено сохранение структуры органа и деление на дольки, хорошо выражены триады, в гепатоцитах визуализируются ядра (рис. 2).
При макроскопическом исследовании почек и селезенки изменений обнаружено не было. Микроскопически структура почек сохранена, в эпителиоцитах прямых и извитых канальцев визуализируются ядра. Структура сосудистых клубочков сохранена. У одной подопытной мыши отмечали слабовыраженный некротический нефроз части канальцев (рис. 3). Структура селезенки сохранена, ядра выражены хорошо, зафиксировано преобладание белой пульпы над красной. Встречаются участки разрастания соединительной ткани.
|
|
|
|
Рис. 2. Гепатоциты мышей, употреблявших рыбу, после биологической пробы с детритом белокрыльника болотного, окраска гематоксилином-эозином, ув. ×200
Hepatocytes of mice that consumed fish after a biological sample with detritus of marsh whitefly, hematoxylin-eosin stain, vol. ×200 |
Рис. 3. Корковый слой почки мышей, употреблявших рыбу, после биологической пробы с детритом белокрыльника болотного, окраска гематоксилином-эозином, ув. ×200
The cortical layer of the kidney of mice that consumed fish after a biological test with detritus of the marsh whitefly, hematoxylin-eosin stain, vol. ×200 |
Дизайн проведенных исследований максимально приближен к естественным условиям [19]. Идентичность клинической картины и патоморфологических изменений, происходящих с подопытными животными, употреблявшими рыбу, участвующую в биологической пробе, с детритом белокрыльника болотного свидетельствует о значении этого растения в образовании токсина «гаффской» болезни. При этом биомасса белокрыльника болотного в неблагополучных озерах Андреевское и Ишменевское незначительна, что не позволяет считать его основной причиной токсинообразования. Вероятно, белокрыльник болотный является одним из факторов, провоцирующих образование токсина в организме рыб.
Случаи отравления животных белокрыльником болотным практически не описываются. Имеющиеся данные о клинической картине и возможных способах обезвреживания (высушивания) указывают на причастность белокрыльника болотного к образованию комплексного вещества органической природы. Вероятно, что совокупность факторов и накопление органического вещества в водоемах способствуют запуску биохимических процессов в организме рыб, что приводит к развитию «гаффской» болезни у рыбоядных млекопитающих, употребляющих токсичную рыбу.
Заключение. На озерах Андреевское и Ишменевское, где зафиксирована «гаффская» болезнь, белокрыльник болотный встречается достаточно часто, но не образует моновидных зарослей. При проведении биологической пробы на мышах, которым скармливали рыбу, содержащуюся с детритом белокрыльника болотного, отмечали признаки, прямо и косвенно указывающие на «гаффскую» болезнь в виде пугливости, гиподинамии, гнойного конъюнктивита, наличия поз «треугольника» и «лягушки». Летальность среди подопытных животных составила 100 %. Патоморфологические изменения совпадали с таковыми при «гаффской» болезни и характеризовались изменениями в печени, почках и селезенке. У подопытных животных не обнаруживали изменений в скелетной мускулатуре, что не характерно для «гаффской» болезни. Идентичность клинической картины и патоморфологических изменений, происходящих с подопытными животными, которые употребляли участвующую в биологической пробе с детритом белокрыльника болотного рыбу, свидетельствует о значении этого растения в образовании токсина «гаффской» болезни.
1. Сивков Г.С., Сергушин А.В. Нозография алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии // Ветеринарная патология. 2006. № 3 (18). С. 109–117. DOI:https://doi.org/10.1590/S1677-04202006000 100009. EDN: https://elibrary.ru/OEDQQV.
2. Pei P., Li X.Y., Lu S.S., et al. The emergence, epidemiology, and etiology of Haff disease // Biomedical and Environmental Sciences. 2019. Vol. 32. № 10. P. 769–778.
3. Glazunova L.A., Musina A.R., Yurchenko A.A., et al. Spread of alimentary-toxic paroxysmal myoglobinuria-haff disease (literature review) // E3S Web of Conferences. Сер. "International Scientific and Practical Conference "Fundamental and Applied Research in Biology and Agriculture: Current Issues, Achievements and Innovations", FARBA 2021" 2021. 09002. DOI:https://doi.org/10.1051/e3sconf/ 202125409002. EDN: https://elibrary.ru/CJEORY.
4. Deeds J.R., Literman R.A., Handy S.M., et al. Haff disease associated with consumption of buffalofish (Ictiobus spp.) in the United States, 2010–2020, with confirmation of the causative species // Clinical Toxicology. 2022. Vol. 60. № 10. P. 1087–1093. DOI:https://doi.org/10.1080/15563650.2022.2123815. EDN: https://elibrary.ru/IYITGI.
5. Друзь Е.А., Козлова С.В., Краснолобова Е.П., и др. К вопросу о биологической диагностике гаффской болезни // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2022. № 4 (71). С. 194–199. EDN: https://elibrary.ru/VBFFPO.
6. Шантанова Л.Н., Мондодоев А.Г., Разуваева Я.Г., и др. К этиологии вспышки гаффской болезни на озере Котокель // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2010. № 3 (73). С. 298–301. EDN: https://elibrary.ru/OOPPEH.
7. Глазунова Л.А., Столбова О.А., Глазунов Ю.В., и др. Клиническое проявление гаффской болезни у лабораторных животных // Ветеринария. 2022. № 11. С. 55–60. DOI:https://doi.org/10.30896/0042-4846.2022.25.11.55-60. EDN: https://elibrary.ru/FQURRX.
8. Лебедева Д.И., Марченко А.Н., Шарухо Г.В., и др. Особенности течения и исходов гаффской болезни на территории Тюменской области // Здравоохранение Российской Федерации. 2023. Т. 67. №. 2. С. 149–155. DOI:https://doi.org/10.47470/0044-197X-2023-67-2-149-155. EDN: https://elibrary.ru/VZZVPJ.
9. Веремеева С.А., Краснолобова Е.П., Глазунова Л.А., и др. Патоморфологические изменения в мышцах карася озера Андреевское при вспышке гаффской болезни // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2022. № 2 (69). С. 142–147. EDN: https://elibrary.ru/PWSLEH.
10. Шмакова Я.А., Шафикова К.Ф. Лабораторная диагностика гаффской болезни в условиях ГАУ ТО «Тюменская областная ветеринарная лаборатория» // Актуальные вопросы ветеринарной медицины: образование, наука, практика. 2022. С. 228–235. EDN: https://elibrary.ru/BWKMSQ.
11. Распопова Ю.И., Шарухо Г.В., Глазунова Л.А., и др. Санитарно-гигиеническое состояние водое-мов, выловленная рыба из которых содержала токсин, вызывающий «гаффскую болезнь» // Медицинская наука и образование Урала. 2022. Т. 23. № 2 (110). С. 107–111. DOI: 10.36361/ 18148999_2022_23_2_107. EDN: https://elibrary.ru/ZYAHGE.
12. Cardoso C.W., Oliveira E Silva M.M., Bandeira A.C., et al., Haff Disease in Salvador, Brazil, 2016–2021: Attack rate and detection of toxin in fish samples collected during outbreaks and disease surveillance // The Lancet Regional Health – Americas. 2022. Vol. 5. P. 100092. DOI:https://doi.org/10.1016/j.lana. 2021.100092. EDN: https://elibrary.ru/DUYUTN.
13. Гальцева А.А., Глазунова Л.А. К вопросу об этиологии "гаффской" болезни (обзор литературы). В сб.: Успехи молодежной науки в агропромышленном комплексе: сб. тр. LVI студенческой науч.-практ. конф., Тюмень, 12 октября 2021 г. Т. 2. Тюмень: Государственный аграрный университет Северного Зауралья, 2021. С. 23–29.
14. Сивкова Г.С., ред. Алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия (АТПМ). Тюмень, 2004. 58 с.
15. Глазунова Л.А., Литвиненко А.И., Столбова О.А., и др. Рекомендации по диагностике и профилактике «гаффской» болезни. Тюмень, 2022. EDN: https://elibrary.ru/ABRNEF.
16. Глазунова Л.А., Шульц В.Н., Юрченко А.А., и др. Особенности биологической пробы при вспышке гаффской болезни в Тюменской области (2019–2021 гг.) // Вестник КрасГАУ. 2022. № 4 (181). С. 111–119. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-4-111-119. EDN: https://elibrary.ru/AEZQCI.
17. Глазунова Л.А., Литвиненко А.И., Бабушкина А.А., и др. Экспериментальное изучение роли хвоща Equisetum fluviatile L. при ачирской вспышке «гаффской» болезни // Вестник КрасГАУ. 2024. № 3. С. 90–98. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2024-3-90-98. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2024-3-90-98. EDN: https://elibrary.ru/RADAUS.
18. Хонин Г.А., Барашкова С.А., Семченко В.В. Морфологические методы исследования в ветеринарной медицине: учебное пособие. Омск: Омская областная типография, 2004. 198 с. EDN: https://elibrary.ru/QKWBPZ.
19. Краснолобова Е.П., Веремеева С.А., Глазунова Л.А., и др. Патоморфологические изменения в мышцах карася озера Ишменевское при вспышке гаффской болезни // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 1. С. 61–66. EDN: https://elibrary.ru/TGAYPW.
20. Размашкин Д.А., Бурундукова Т.С. Условия возникновения и этиология вспышки алиментарно-токсической пароксизмальной миоглобинурии в Тюменской области и влияние фитотоксинов на биоценоз неблагополучного района // Вестник КГУ. 2006. № 4. С. 54–57. EDN: https://elibrary.ru/NSIJLF.
21. Кручинин Е.В., Лебедев И.А., Мокин Е.А., и др. Эколого-гигиенические факторы развития Гаффской болезни в Тюменской области // Уральский медицинский журнал. 2019. № 13 (181). С. 118–122. DOI:https://doi.org/10.25694/URMJ.2019.13.31. EDN: https://elibrary.ru/FIQMFP.
