ГОЛУБИ КАК БИОИНДИКАТОРЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАЙОНОВ Г. АЛМАТЫ

1

• Авторы
• Файлы

Омарова А.С. Алибаева Б.Н. Резникова М. Сим Д. Статья в формате PDF 311 KB

Самый крупный город Казахстана в очередной раз вошел в список самых грязных городов мира. В рейтинге агентства NYC Partnership Consulting в 2010 году южная столица республики заняла 25-е место, поднявшись на три отметки по сравнению с 2008 годом. Порядка полумиллиона автомобилей ежедневно бороздят дороги города и выбрасывают колоссальное количество вредных веществ, в том числе тяжёлых металлов [1]. Для защиты живых организмов в мире разpaбатываются системы раннего предупреждения на основе регионального и глобального мониторинга. Всё шире используются биотестирование и биоиндикация. Эти методы дают возможность получить быстрый ответ на комплексную биологическую реакцию экосистемы или популяции о результате влияния на неё различных внешних воздействий [2]. Птицы являются чутким индикатором воздействия различных факторов, о чём может свидетельствовать содержание поллютантов (в частности тяжёлых металлов) в их организме, в частности в перьях [3-5]. Привязанность сизого гoлyбя (Columba livia Gmelin) к местам своих гнездовий [6], создаёт условия для длительного воздействия факторов окружающей среды на этих животных и делает их подходящим объектом для биомониторинга состояния экологии мест их обитания. В то же время известно, что птицы являются подходящей моделью для изучения сосудистых нарушений (гипертензии и атеросклероза), в силу повышенной чувствительности их кровеносных сосудов к повреждающему действию тяжёлых металлов [7]. В Алматы заболеваемость сердечно-сосудистыми заболеваниями выше, чем в других регионах Казахстана [8].

Поэтому выявление взаимосвязи состояния этой системы у гoлyбей с уровнем загрязнения окружающей среды тяжёлыми металлами представляет не только теоретический, но и пpaктический интерес. В задачу настоящих пилотных исследований входило изучение содержания тяжёлых металлов в органах гoлyбей, отловленных в разных районах города и исследование состояния их сердечно-сосудистой системы.

Методика исследований

Гoлyбей отлавливали в 3 точках: возле железнодорожного вокзала Алматы 1 -зона 2, близ Зелёного базара - зона 3, и в селе Курамыс, что в 10 км от Алматы (которые служили как контрольные - зона 1). Всего было отловлено 30 экземпляров животных (по 10 голов в каждой точке). В условиях легкого наркоза (ингаляция эфира) у животных производили интегральную реографию тела (реограф Мицар-рео), брали пробы крови из подкрыльцовой вены для определения метгемоглобина [9] и перьев с внутренней поверхности крыльев для анализа методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Полученные данные обpaбатывали статистически (компьютерный пакет STATISTICA).

Результаты исследований и их обсуждение

Из таблицы можно видеть, что, у птиц, отловленных в разных регионах города, имеются существенные различия исследуемых показателей. Так, 2 и 3 зонах отмечалось достоверное повышение содержания Pb в перьях (на 37,53 и 121,54 % соответственно) по сравнению с контролем - (Курамыс). При этом содержание Cd нарастало более интенсивно (на 123,08 и 230, 77 % соответственно). Отмечалось снижение ударного и минутного объёмов крови во 2 и 3 зонах в среднем на 28,66 и 48,97 % соответственно. Можно видеть, что у птиц в состоянии покоя у животных грязной зоны сердце бьётся чаще (в среднем на 8,61 и 22,84 % больше, чем у животных в Курамысе). Ударный индекс (расчет отношения количества крови, выбрасываемой левым желудочком, к величине поверхности тела), и сердечный индекс (расчёт отношения количества крови, выбрасывамой в аорту, в минуту, к величине поверхности тела), в среднем были ниже контрольного показателя на 30,34 и 69,17 % соответственно. Оба эти индекса хаpaктеризуют продуктивность работы сердца. Чем ниже эти индексы, тем меньше поступает крови в регионы.

Таким образом, можно сказать, что, не смотря на учащённое серцебиение, у животных загрязнённой зоны, кровь гораздо хуже поступает в регионы кровоснабжения, чем у гoлyбей чистой зоны, причём в 3 зоне снижение этих показателей выражено весьма существенно. Коэффициент интегральной тоничности сосудов хаpaктеризует величину сопротивления сосудов. Из наших данных можно видеть, что у животных загрязнённой зоны повышены коэффициенты интегральной тоничности (на 7,69 и 27,52 %, соответственно, по сравнению с контролем). Как результат отмечается повышение среднего гемодинамического давления крови (в среднем на 40,82 и 106,38 %, по сравнению с Курамысом). Из-за повышенного сопротивления поступлению крови в регионы кровоснабжения, неминуемо снижается венозный возврат, поэтому учащение сердцебиения, о котором мы говорили выше, не может увеличить продуктивность работы сердца, не может повысить ни ударный, ни минутный объёмы крови, ни ударный индекс работы сердца гoлyбей. Можно предполагать, что снижение продуктивности работы сердца было причиной снижения веса животных, а также объёма внеклеточной жидкости (на 12,49 и 20,56 %), (r = 0,85, при Р < 0,05). Отметим значительное увеличение содержания метгемоглобина (в 7,01 и 13,81 раз выше уровня в контрольном регионе). Установлена сильная корреляция сдвигов содержания этого дисгемоглобина со сдвигами ударного индекса и сердечного индекса, а также с коэффициентом интегральной тоничности сосудов и средним динамическим давлением (r = -0,88; -0,77; 0,87 и 0,96 соответственно, при P < 0,05), а также с содержанием Pb и Cd (r = 0,78; 0,79 соответственно, при P < 0,05). Эти факты подтверждают информацию о влиянии тяжёлых металлов на сердечно-сосудистую систему, связанном с формированием состояния гипоксии [11-13] у исследованных гoлyбей из Алматы. Выявленные сдвиги в состоянии сердечно-сосудистой системы этих теплокровных позвоночных под влиянием тяжёлых металлов диктуют острую необходимость проведения исследований заболеваемости у млекопитающих, в частности у людей, проживающих в этих же районах. Мы предполагаем, что наиболее выраженные сдвиги параметров, зарегистрированные в районе Зелёного базара, зависели от более значительного скопления там автомобилей и автобусов, по сравнению с районом Алматы 1 и Курамысом, где число трaнcпортных средств было минимальным.

Изменения изучаемых показателей у гoлyбей (М ± m), пойманных в разных зонах города Алматы и Алматинской области( контроль)

Исследуемый показатель	Показатели по зонам
	1 (Курамыс)	2 (ж.д вокзал Алматы 1)	3 (Зелёный базар)
Вес животных (г)	760,125 ± 25,761	636,500 ± 38,518	565,098 ± 31,539
Содержание Pb (мг/кг) в перьях	0,882  ±  0,041	1,213 ± 0,064	1,954 ± 0,083
Содержание Сd (мг/кг) в перьях	0,026 ± 0,002	0, 058 ± 0,004	0,086 ± 0,006
Ударный объём крови (мл)	2,005 ± 0,121	1,353 ± 0,164	1,003 ± 0,151
Минутный объём крови (мл/мин)	100,212 ± 4,131	75,352 ± 3,754	52,154 ± 3,272
Сердечный индекс (мл/мин/ м2)	71,283 ± 5,370	52,192 ± 3,283	16,694 ± 4,871
Част. серд. сокращений (уд/мин)	39,271 ± 2,413	42,653 ± 1,981	48,242 ± 3,694
Ударный индекс (мл/м2)	11,153 ± 1,191	7,372 ± 1,393	4,264 ± 1,093
Коэфф. интегр. тон. сосудов (%)	75,514 ± 6,153	81,323 ± 4,972	96,293 ± 5,623
Сред. дин. давление (мм.рт.ст)	110,172 ± 7,563	155,144 ± 10,123	227,374 ± 11,343
Содержание MetHb в крови (%)	3,015 ± 0,123	21,121 ± 1,264	41,661 ± 3,251
Кол-во внеклет. жидкости (%)	24,900 ± 1,125	21,789 ± 2,01	19,781 ± 1,913

Примечание: Р < 0,05.

Таким образом, можно заключить, что установленная нами взаимосвязь уровня загрязнения тяжёлыми металлами в разных районах города Алматы, с уровнями сдвигов в состоянии сердечно-сосудистой системе гoлyбей, отловленных в этих районах, позволяет использовать этих животных в качестве биоиндикатора загрязнения окружающей среды, заболеваний сердечно-сосудистой системы и диктует необходимость продолжения исследований.

Список литературы

1. Экология Алматы: каковы перспективы? http://www.sante.kz/articles/2/42.jsp.
2. Богач Я., Седлачек Ф., Швецова З., Криволуцкий Д.А. Животные биоиндикаторы индустриальных загрязнений // Журнал общей биологии. - 1988. - Т. 49, № 5. - С. 630-635.
3. Esselink, H., van der Geld, F.M., Jager, L.P., Postuma Trumpie, G.A., Zoun,P.E., Baars,A.J. Biomonitoring heavy metals using barn owl (Tyto albo guttata): sources of variation especially relating to body condition // Arch. Environ.Contam. Toxicol. - 1995. - Vol. 28,4. - Р. 471-486.
4. Wenzel, C., Adelung, D. The suitability of oiled guillermots (Uria aalge) as monitoring organisms for geographical comparisons of trace element contaminats // Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 1996. - Vol. 31,3. - Р. 368-377.
5. Burger, J.; Gochfeld, M. Tissue levels of lead in experimentally exposed herring gull (Larus argentatus) chicks //J Toxicol Environ Health. - 1990. - Vol. 29, №2. - Р. 219-33.
6. Сизый гoлyбь. //http://www.zooeco.com/0-dom/0-dom-pt6.html.
7. Revis N.W., Zinsmeister A.R., Bull R.B. Atherosclerosis and hypertension induction by lead and cadmium ions: An effect prevented by calcium ion // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1981. - Vol. 78, № 10. - Р. 6494-6498.
8. Михайлова Кс. Болезнь цивилизаций. // http://www.focus.kz/userdata/editions.
9. Боярчук И.Ф., Лутов В.А. Количественное определение метгемоглобина в крови лабораторных животных фотоэлектроколориметрическим методом // Гигиена труда и профессиональные заболевания. - 1966. - №3. - С. 55-56.
10. Тиунов Л.А., Кустов В.В., Линючева Л.А., Иванова В.А., Петушков Н.М. Метгемоглобинобразование при хронической интоксикации свинцом // Гигиена и санитария. - 1981. - № 8. - С. 75-76.
11. Омарова А.С. Метгемоглобинобразование и лимфообращение у крыс при хронической интоксикации их кадмием // Естествознание и гуманизм: сб. научных работ. - Томск, 2005. - Т. 2, №4. - С. 39-43.
12. Омарова А.С., Алибаева Б.Н. Гипоксический стресс и гемо-лимфоциркуляция у крыс // Хирургия, морфология, лимфология. - 2009. - Т.6, №12(сентябрь-декабрь). - С. 96-98.

---