Метод мониторинга окружающей среды с использованием биомаркера ‒ сизого гoлyбя в условиях мегаполиса

1 Институт физиологии человека и животных КН МОН РК2 Институт плодоводства и виноградарства, отдел массовых экологических исследований3 КазНУ им. Аль-Фараби Статья в формате PDF 325 KB 1. Бёме Р.Л., Динец В.Л., Флинт В.Е., Черенков А.Е. Птицы: Энциклопедия природы России. – М., 1996. – 227 с. 2. Основным источником загрязнения атмосферного воздуха Алматы является автотрaнcпорт – эксперт. – http://www.zakon,kz/page,1,1,18821,27.10.2010,16:12. 3. Неменко Б.А., Илиясова А.Д., Текманова А.К., Тоесова-Бердалина Р.А. Методы расчёта количества свинца в воздушном бассейне современного города // Вестник КазНМУ, 27 апреля 2012. 4. Wichmann J., Kuku Voyi. Ambient Air Pollution Exposure and Respiratory,Cardiovascular and Cerebrovascular Mortality in Cape Town, South Africa: 2001–2006 // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2012. – № 9 (11). – P. 3978–4016. 5. Каирбеков А.К., Жанпеисова А.А., Кабден К., Калиева М.М., Избасарова А.Ш., Боранбаева Г.С. Преимущества применения гиполипидемического препарата в комплексной терапии ишемической болезни сердца у пожилых больных // Хабарлары / Известия (серия биол. и мед.) – 2012. – № 4 (292). – С. 28–29. 6. Burger, J., Gochfeld, M. Tissue levels of lead in experimentally exposed herring gull (Larus argentatus) chicks // J. Toxicol. Environ. Health. – 1990. – Vol. 29,2. – P. 219–233. 7. Ахметбаева Н.А. Структура адренергического аппарата лимфатических сосудов птиц // Сравнительно-физиологические исследованиия вегетативных функций. Тр. Инст. физиол. – Алма-Ата, 1988. – № 32, «Наука». –С. 12–18. 8. Revis N.W., Zinsmeister A.R., Bull R.B. Atherosclerosis and hypertension inducted by lead and cadmium ions: An effect prevented by calcium ion // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1981. – Vol. 78, 10. – P. 6494–6498. 9. Di Giulo R., Scanlon P.F. Effect of cadmium ingestion and food restriction on energy metabolism and tissue metal concentration in mallard ducks (Anas plathyrynchos). – Environ. Res. –1985. – № 37. – P. 433–444. 10. Омарова, А.С., Алибаева, Б.Н., Ахметбаева, Н., Курасова, С.А., Осикбаева С.О., Шаймерденов, Т.Д. Использование данных о состоянии физиологических параметров организма гoлyбей, обитающих в мегаполисе для мониторинга окружающей среды // Эколого-физиологические проблемы адаптации: матер. XV Всерос. Симп. 6-9 июня 2012 г. – М., 2012. – С. 157–159. 11. 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. 12. Омарова А.С. Метгемоглобинобразование и лимфообращение у крыс при хронической интоксикации их кадмием // Естествознание и гуманизм: сб. научных работ. Сибирский гос. мед. университет. –Томск, 2006. – № 3,(1). – С. 125–127. 13. Симоненков А.П., Федоров В.Д., Клюжев В.М., Ардашев В.Н., Врублевский О.Ю., Карпун Н.А., Горпинич А.Б., Чернов М.Ю., Коротченко С.В. Уточнение классификации гипоксических состояний // Вест. Рос. АМН. – 2004. – № 1. – С. 46–48.
Привязанность сизых гoлyбей (Сolumba livia Gm) к местам своих гнездовий, создаёт условия для длительного воздействия факторов окружающей среды конкретного района на организм особи и делает их подходящим объектом для биомониторинга состояния экологии мест их обитания [1]. Территория мегаполиса Алматы замыкается горами с трёх сторон, что создаёт непреодолимую преграду для циркуляции воздуха и осложняет его экологическое состояние. Главный загрязнитель это автотрaнcпорт; так с выхлопными газами выбрасывается около 200 различных загрязнителей, в том числе тяжелые металлы, как Cd и Pb. Свинец в атмосферном воздухе города Алматы значительно превышает ПДК [2]. Причём установлено, что коэффициент опасности по тяжелым металлам превышал единицу, что говорило о высоком потенциальном риске для здоровья жителей города [3]. По даным литературы одним из рисков является кумулятивное действие тяжелых металлов, приводящее к повышению случаев гипертензии и высокой cмepтности от сердечно-сосудистых заболеваний у людей [4]. В Алматы заболеваемость сердечно-сосудистыми заболеваниями выше, чем в других регионах Казахстана [5].
Птицы являются чутким индикатором воздействия различных факторов среды, о чём свидетельствует, например, накопление поллютантов в их организме [6]. Морфологами отмечается более мощная адрен-и холинергическая иннервация кровеносных и лимфатических сосудов и узлов у птиц, по сравнению с млекопитающими. [7]. Можно предполагать, что высокая чувствительность и реактивность сосудов птиц обусловила возможность считать их удобной моделью для изучения нарушений со стороны сердечно-сосудистой системы при повреждающем действии различных факторов, в том числе и тяжёлых металлов [8]. В то же время, в литературе очень мало информации о влиянии поллютантов окружающей среды на сердечно-сосудистую и лимфатическую систему птиц [9, 10].
В задачу наших исследований входило установление взаимосвязей изменений параметров сосудистой системы с уровнем поллютантов (Cd и Pb) в организме гoлyбей, отловленных в разных районах Алматы (условно разделенных на 7 зон, включая пригородную зону, служившую в качестве контрольной). Зона 1 – контрольная – село Карагайлы* в 10 км на юго-восток от Алматы; Зона 2 – северная часть города – Аэропорт; Зона 3 – западная часть – вследствие вытянутости западной части города, она состоит из зон 3а – Аксай-юго-запад и 3б – Алматы 1 – северо-запад; Зона 4 – южная часть – Аль-Фараби; Зона 5 –восточная часть – Кок-тобе; Зона 6 – центр города – Зелёный базар.
В острых опытах производилась интегральная реография тела, затем брались пробы крови для биохимических анализов и пробы перьев, почек, на содержание тяжёлых металлов; а также гистохимические исследования адренергической иннервации кровеносных и лимфатических сосудов. Кроме того, производилась регистрация сократительной активности изолированных лимфатических узлов гoлyбей, отловленных в исследованных зонах.
Было установлено, что птицы мегаполиса отличались как по сравнению с контролем, так и между зонами по содержанию поллютантов в пробах, по физиологическим параметрам, биохимическому составу биологических жидкостей и гистохимическим показателям. Можно видеть, что в содержании тяжелых металлов у гoлyбей, отловленных в разных зонах города, имелись достоверные отличия, как по зонам, так и по накоплению в органах. Так, по сравнению с контрольными показателями в Карагайлы, концентрация свинца, и кадмия в органах птиц возрастала, начиная с зоны3 (юго-западная часть города, условно названная Аксай) и достигала значительных величин в районе Зеленого базара, что можно видеть из таблицы. По динамике нарастания свинца в органах гoлyбей, можно видеть, что у гoлyбей содержание Pb значительнее всего возрастало в перьях и селезенке, по сравнению с печенью и почками. Из таблицы можно заметить, что и его содержание в перьях и селезёнке значительно выше, чем в почках и печени гoлyбей из разных зон Алматы. В перьях нет кровеносных сосудов, поэтому токсиканты, попадая в них, в дальнейшем не могут снова вернуться в организм птиц. Поэтому считается что, перья у птиц играют определённую роль в окончательном выведении токсикантов из организма [6].
Физиологические параметры гoлyбей, отловленных из разных зон г. Алматы (М ± m)
|
Исследуемый показатель |
Показатели по зонам |
||||||
|
Кара-гайлы |
Кок-тобе |
Аль-Фараби |
Аксай |
Аэропорт |
Алматы 1 |
Зелёный базар |
|
|
Вес животных (г) |
342,12 ± 15,28 |
339,27 ± 16,33 |
328,33 ± 15,79 |
319,27 ± 18,37 |
279,34 ± 17,32* |
257,51 ± 21,12* |
216,66 ± 19,21 |
|
Содержание Pb (мг/кг) в перьях |
Не обн. |
0,001 ± 0,001 |
0,005 ± 0,001 |
0,122* ± 0,097 |
1,233* ± 0,031 |
1,380* ± 0,101 |
1,953* ± 0,110 |
|
Содержание Pb (мг/кг) в селезенке |
Не обн. |
0,003 ± 0,000 |
0,004 ± 0,001 |
0,089 ± 0,001 |
0,036* ± 0,001 |
0,058* ± 0,002 |
0,086* ± 0,002 |
|
Содержание Pb (мг/кг) в почке |
0,002 ± 0,000 |
0,001 ± 0,000 |
0,002 ± 0,000 |
0,076* ± 0,009 |
0,857* ± 0,052 |
1,194* ± 0,073 |
1,327* ± 0,095 |
|
Содержание Cd (мг/кг) в перьях |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
0,019 ± 0,004 |
0,036* ± 0,001 |
0,058* ± 0,002 |
0,086* ± 0,002 |
|
Содержание Cd (мг/кг) в селез. |
0,001 ± 0,000 |
0,001 ± 0,000 |
Не обн. |
0,019 ± 0,004 |
0,036* ± 0,001 |
0,058* ± 0,002 |
0,086* ± 0,002 |
|
Содержание Cd (мг/кг) в почке |
Не обн. |
Не обн. |
Не обн. |
0,017* ± 0,001 |
0,024* ± 0,001 |
0,028* ± 0,002 |
0,035* ± 0,002 |
|
Ударный объём крови (мл) |
2,005 ± 0,121 |
1,959 ± 0,124 |
1,934 ± 0,083 |
1,905 ± 0,067 |
1,677* ± 0,051 |
1,353* ± 0,054 |
1,003* ± 0,087 |
|
Минутный объём крови (мл/мин) |
289,78 ± 4,131 |
282,873 ± 3,138 |
287,969 ± 3,149 |
295,886 ± 4,131 |
268,87* ± 4,142 |
227,478* ± 3,265 |
175,76* ± 3,139 |
|
Сердечный индекс(мл/мин/м2) |
6,439 ± 0,370 |
6,405 ± 0,971 |
6,256 ± 0,381 |
6,134 ± 0,175 |
5,954* ± 0,173 |
4,710* ± 0,491 |
3,902* ± 0,323 |
|
Част. серд. сокр (уд./мин) |
144,31 ± 2,413 |
144,397 ± 2,113 |
148,898 ± 1,995 |
151,320 ± 3,021 |
160,33* ± 4,121 |
168,129* ± 3,115 |
175,24* ± 3,694 |
|
Ударный индекс (мл/м2) |
44,556 ± 3,191 |
43,533 ± 1,231 |
42,978 ± 2,393 |
42,333 ± 2,393 |
37,267* ± 1,987 |
30,067* ± 1,113 |
22,289* ± 1,093 |
|
Коэфф. интегр. тон. сосудов (%) |
75,514 ± 6,153 |
81,005 ± 4,145 |
82,163 ± 6,153 |
83,035* ± 3,199 |
84,038* ± 4,151 |
85,323* ± 6,114 |
96,293* ± 6,146 |
|
Ср. дин. давл. (мм рт. ст.) |
133,12 ± 7,563 |
134,097 ± 5,571 |
136,09 ± 8,112 |
145,26* ± 5,569 |
154,32* ± 7,565 |
160,144* ± 6,573 |
173,37* ± 9,562 |
|
metHb в крови (%) |
0,251 ± 0,015 |
3,015 ± 0,032 |
3,987 ± 0,097 |
4,099* ± 0,211 |
6,327* ± 0,317 |
21,121* ± 1,264 |
28,370* ± 3,251 |
|
Показатель де Ритиса |
1,33 ± 0,04 |
1,74 ± 0,05 |
1,68 ± 0,05 |
2,24* ± 0,06 |
2,65* ± 0,05 |
3,11* ± 0,06 |
4,49* ± 0,06 |
Примечание. * достоверно при р < 0,05.
По сравнению с контролем, животные с большим содержанием поллютантов отличались снижением ударного и минутного объёмов крови, учащением сердцебиения, как видно из таблицы. Соответственно у них были снижены показатели ударного индекса и сердечного индекса, что свидетельствует о снижении продуктивности работы сердца. В ситуации нехватки притока крови организм вынужден учащать биение сердца. Можно видеть, что у птиц по мере нарастания загрязения тяжелыми металлами , становились ниже интегративные показатели его работы, что видно из таблицы и подтверждается достоверным отрицательным коэффициентом корреляции Пирсона r = –0,84–0,78 при р < 0,05, а сердце билось чаще (r = 0,83 при р < 0,05). Мы предполагаем, что этот фактор обусловил снижение веса гoлyбей. В то же время что у них наблюдался постепенный рост коэффициента интегральной тоничности сосудов, в то время как сердечный индекс снижался (r = –0,78 при р < 0,05). Таким образом, происходило повышение сопротивления сосудов , что привело к росту среднего гемодинамического давления.
Наблюдалось повышение содержания метгемоглобина в крови гoлyбей. Появление в крови избыточного количества метгемоглобина может быть спровоцировано различными факторами, например попаданием в организм различных токсикантов, таких как нитраты, нитриты, тяжелые металлы, в частности свинец и кадмий [11, 12]. Как известно, повышенное содержание метгемоглобина вызывает состояние гемической гипоксии [16]. По нашим данным у метгемоглобина наблюдались достоверные обратные отношения (r = –0,83 и –0,79 при р < 0,05). с показателем сердечного и ударного индексов соответственно и, наротив, положительные отношения с коэффициентом интегральной тоничности сосудов (r = 0,74 при р < 0,05). Исходя из этих данных, можно заключить, что причина, спровоцировавшая появление метгемоглобина в крови гoлyбей, должна быть ответственной за снижение продуктивности работы сердца птиц и повышения тонуса сосудов. Нами было установлено, обнаружили, что между уровнем содержания метгемоглобина и содержанием свинца в перьях, селезёнке, почках и печени животных имеются достаточно высокая степень коэффициента корреляции Пирсона (r = 0,90; 0,86; 0,91; 0,84 при р < 0,05 и кадмия r = 0,96; 0,94; 0,85 и 0,87 при р < 0,05. соответственно). То есть у гoлyбей наблюдалось состояние гемической гипоксии, (которая является химическим стрессом) приводившей к сдвигам со стороны сердечно-сосудистой системы, связанных с загрязнением поллютантами. Следует отметить, что состояние гемической гипоксии не зависело от химизма поллютантов.
Исследование адренергической иннервации сосудов у гoлyбей показало, что по мере увеличения содержания токсикантов в организме птиц, нарастали явления деструкции терминальной нервной сети лимфатических микрососудов. Эти данные могут говорить о снижении регулируемости сосудов. В то же время происходило усиление флуоресценции регулярных варикозных утолщений по нервному волокну, что хаpaктерно при стрессовых ситуациях для выброса норадреналина из нервных терминалей и дистантного усиления тонуса сосудов и работы сердца. Была обнаружена деградация паравазальной иннервации кровеносных микрососудов. Нарушение иннервации паравазальных сосудов также неизбежно оказывает влияние на сосудистый тонус сосудов (как кровеносных, так и лимфатических), которые они должны снабжать кровью. Снижение адекватного питания сосудов в итоге может привести к снижению или потере их функциональной активности, а в худшем случае и к необратимым морфологическим изменениям. Динамика повышения коэффициента де Ритиса, свидетельствующая о сосудистых нарушениях, в значительной мере коррелировала с нарастанием коэффициента интегральной тоничности сосудов (r = 0,96 при р < 0,05), то есть причины, вызвавшие повышение содержания АСТ в крови птиц приводили к гипертензии. Следует добавить, что нарастающее стессиндуцированное накопление норадреналина в варикозных утолщениях, хаpaктерное для сосудов от гoлyбей, подвергавшихся более мощному воздействию экологического фактора, в результате приводило к доминированию констрикторного эффекта со стороны сосудов. Изучение сократительной активности изолированных лимфатических узлов гoлyбей, отловленных из разных зон г. Алматы позволило установить, что по мере увеличения загрязненности зон, происходило повышение тонуса изучаемых объектов. Наблюдалось дозозависимое усиление величины констрикторных ответов на адреналин.
Таким образом, эти данные позволяют подтвердить наше предположение, что по мере нарастания гипоксического стрессорного воздействия, происходящего как результат влияния экологиеского фактора на организм гoлyбей, наблюдается как снижение регулируемости деятельностью сосудов, то есть возможности их активной дилятации, так и преобладание тонических ответов кровеносного и лимфатического звена микроциркуляции, что может приводить к гипертензии. Степень нарастания морфо-функциональных сдвигов в организме гoлyбей, отловленных из различных зон города возрастала синхронно по мере увеличения стресс фактора и располагалась в той же последовательности по зонам города аналогично степени нарастания тяжелых металлов:
Карагайлы → Кок-Тюбе → Аль-Фараби → Аксай → Аэропорт → Алматы 1 → Зеленый базар
Синантропный сизый гoлyбь вполне может быть использован – как биомаркер для экологического мониторинга окружающей среды современного мегаполиса.
Статья в формате PDF
174 KB...
08 02 2026 7:15:37
Статья в формате PDF
119 KB...
07 02 2026 12:55:38
Статья в формате PDF
232 KB...
06 02 2026 8:53:38
Статья в формате PDF
156 KB...
04 02 2026 20:19:56
Статья в формате PDF
135 KB...
03 02 2026 8:57:11
Медицинская пиявка (Hirudo medicinalis L.) относится к классу пиявок (Hirudinea) подклассу настоящих пиявок (Euhirudinea) отряду челюстных пиявок (Ghathobdellidae), роду Hirudo. Более 30 веков она использовалась человеком как лечебное средство. В России велик опыт клинического применения пиявки (гирудотерапия), его расцветом считаются 18-19 века, когда по экспорту пиявки Россия занимала место, равное злаковым культурам, что являлось существенной статьей дохода государственной казны. В статье показаны оптимальные условия среды для обитания медицинской пиявки и возможные лимитирующие факторы ее распространения и численности. Сегодня основной причиной снижения численности пиявки в Краснодарском крае является антропогенный фактор. Так бpaконьерский вылов Hirudo medicinalis привел к сильному подрыву ее популяции в большинстве районов Краснодарского края, по сравнению с серединой 90-х годов, ее численность снизилась до 10 раз. В 2002 г. губернатором Краснодарского края А.Н. Ткачевым было выпущено постановление №955 «Об изучении и сохранении медицинской пиявки на территории Краснодарского края». Важным условием сохранения медицинской пиявки в нашем крае является введение запрета на ее вылов на территории Ростовской области, куда в последнее время сместились рынки нелегальной торговли пиявкой. Идеальным вариантом стал бы запрет на ловлю пиявки во всем Южном федеральном округе и принятие коллективных мер по ее охране.
...
02 02 2026 14:20:34
Статья в формате PDF
116 KB...
01 02 2026 13:14:12
Статья в формате PDF
108 KB...
31 01 2026 0:48:37
Статья в формате PDF
136 KB...
30 01 2026 14:45:29
Статья в формате PDF
265 KB...
29 01 2026 21:38:23
Статья в формате PDF
119 KB...
28 01 2026 14:45:10
27 01 2026 0:34:56
Статья в формате PDF
109 KB...
26 01 2026 6:34:11
Статья в формате PDF
126 KB...
25 01 2026 21:51:37
Статья в формате PDF
330 KB...
24 01 2026 10:44:56
Статья в формате PDF
105 KB...
23 01 2026 2:16:58
Статья в формате PDF
154 KB...
22 01 2026 17:49:49
Статья в формате PDF
106 KB...
21 01 2026 18:59:45
Статья в формате PDF
300 KB...
20 01 2026 15:50:33
Статья в формате PDF
163 KB...
19 01 2026 20:26:25
18 01 2026 23:49:24
17 01 2026 13:46:34
16 01 2026 9:54:35
В статье рассматриваются две разновидности оттепели изменение глубины путем восстановления этапов нарушенных ландшафтов вечной мерзлоты, которые функционируют на суглинистых и песчаных отложениях высоких террас на правом и левом берегах реки Лены. Качественные изменения в динамике глубины сезонного оттаивания был обнаружен в определенные промежутки времени сукцессии этапов: трава, кустарники, березы, лиственницы (сосна) – березы и лиственницы (сосна).
...
14 01 2026 15:54:26
Статья в формате PDF
271 KB...
13 01 2026 20:54:35
Статья в формате PDF
141 KB...
12 01 2026 12:40:21
Статья в формате PDF
123 KB...
11 01 2026 14:16:24
Статья в формате PDF
117 KB...
10 01 2026 1:45:31
Статья в формате PDF
130 KB...
09 01 2026 19:13:27
08 01 2026 14:30:59
Статья в формате PDF
112 KB...
07 01 2026 23:33:50
Статья в формате PDF
145 KB...
05 01 2026 4:37:17
Статья в формате PDF
109 KB...
04 01 2026 4:40:38
03 01 2026 6:26:33
Статья в формате PDF
190 KB...
02 01 2026 23:54:43
Статья в формате PDF
115 KB...
01 01 2026 3:40:56
Стратегия социально-экономического развития РФ поставило на государственном уровне вопрос о достижении нового качества общего образования – готовности и способности учащихся к непрерывному образованию. В настоящее время в соответствии с основными тенденциями развития современного образования меняются целевые, процессуальные и результативные компоненты учебно-воспитательного процесса и прежде всего в начальной школе.
...
31 12 2025 20:15:25
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::