Russian Federation
employee
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 615.91 Ядовитые вещества в целом
UDK 616-091.8 Патологическая гистология. Патология клетки, целлюлярная патология, цитопатология, гистопатология клетки. Учение о болезненно измененных тканях
UDK 57.084.1 в искусственно контролируемых условиях, например, в лаборатории
UDK 574.6 Прикладная гидробиология
UDK 59.084 Наблюдения и эксперименты на живых животных
The purpose of research is to study the role of the marsh horsetail, or river horsetail, Equisetum fluvia-tile L. in the Achira outbreak Gaffa disease. The study was carried out in the period from 2021 to 2022 at the State Budgetary Educational Institution of Higher Education of the Northern Trans-Urals. Hydrobotani-cal sampling was carried out in water bodies, in the coastal zone, including in places where horsetail grows and on rafting vegetation. Samples were taken at 12 stations (6 stations each on lakes Ish-menevskoye and Andreevskoye), the location of sampling points for aquatic and coastal aquatic vegeta-tion was the same. To take into account the biomass and number of horsetail shoots, 10 rectangular plots of 2 × 5 m were laid out, the area of one was 10 m2. At each site, a sample of horsetail shoots was taken from the survey area, the number of shoots, their height and the wet weight of the cutting were deter-mined. On Lake Andreevskoye, Tobolsk District, the average specific number of horsetail shoots was 20 individuals/m2 with a specific biomass (wet weight) of 74.75 g/m2. On Lake Ishmenevskoye, Tobolsk District, the average specific number of horsetail shoots was 23 individuals/m2 with a specific biomass (wet weight) of 160.75 g/m2. When white mice were fed fish containing horsetail detritus, clinical signs similar to those of the Gaffa disease were noted: fearfulness, decreased motor activity, purulent one- or two-sided conjunctivitis, the “triangle” position and the “frog” position. The mortality rate in mice during the biological test was 60 %. In addition to clinical signs similar to the Gaffa disease, icterus of the skin of the ears, distal limbs, tail and the release of bright yellow urine were noted, which is not typical for the Gaffa disease. Considering the low biomass of horsetail in the disadvantaged lakes Andreevskoye and Ishmenevskoye and the presence of icterus in experimental animals, it can be argued that horsetail is not the main reason provoking the formation of toxin in the body of fish.
the work was carried out in the period from 2021 to 2022 at the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education State Agrarian University of the Northern Trans-Urals during the implementation of state contract № 002-1/21EK dated September 27, 2021.
Введение. «Гаффская» болезнь, или алиментарно-токсическая пароксизмальная миоглобинурия, – это пищевой токсикоз, который характеризуется рабдомиолизом и дегенеративными изменениями в почках людей и животных, употребивших рыбу или ракообразных, обитающих в неблагополучном водоеме [1, 2]. Зачастую клинические признаки, которые проявляются сильными приступообразными мышечными болями, задержкой мочеиспускания и изменением цвета мочи вплоть до красно-коричневого цвета, проявляются через 12–48 ч [3–5]. При наличии осложнений существует вероятность летального исхода [6]. Так, за всю историю болезни, которая впервые была выявлена в 1924 г., летальность составила около 2 %. Менее чем за столетие «гаффская» болезнь была зарегистрирована 31 раз с числом пострадавших более трех тысяч человек [7–9].
Несмотря на практически вековую историю болезни, до сих пор не удалось определить ее этиологию. Практически каждая вспышка детально изучалась учеными, в результате было выдвинуто множество теорий возникновения «гаффской» болезни, большинство из которых прошли экспериментальные исследования, но так и не были подтверждены [10, 11]. Среди предположений ученых: влияние отходов целлюлозного производства, цветение воды, отравление спорыньей, токсины жабрея и хвоща речного, отравление палитоксином [12–18].
Источником токсина, вызывающего «гаффскую» болезнь в предыдущей вспышке, зарегистрированной в Тюменской области, являлся хвощ речной, что было доказано при биологических пробах и подтверждено патоморфологическими и патогистологическими исследованиями [12, 14]. В настоящее время неблагополучными являются четыре озера, расположенные в Ачирском сельском поселении Тобольского района Тюменской области – Андреевское, Ишменевское, Иземетское и Эйхлыкуль.
При обследовании озер Андреевское и Ишменевское Тобольского района Тюменской области был обнаружен ряд растений, обладающих ядовитыми свойствами, среди которых хвощ топяной, или речной. Учитывая значение хвоща в возникновении вспышки «гаффской» болезни на озерах Тарманской группы, данное исследование является актуальным.
Цель исследования – изучение роли хвоща топяного, или речного, Equisetum fluviatile L. при ачирской вспышке «гаффской» болезни.
Методы и объекты. Исследование выполнено в период с 2021 по 2022 г. в ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья. Отбор гидроботанических проб проводился на водоемах, в прибрежной зоне, в т. ч. в местах произрастания хвоща и на сплавинной растительности. Пробы отбирали на 12 станциях (по 6 станций на озерах Ишменевское и Андреевское), расположение точек отбора проб водной и прибрежно-водной растительности было единым. Для учета биомассы и численности побегов хвоща было заложено по 10 площадок прямоугольной формы 2 × 5 м, площадь одной составляла 10 м2. На каждой площадке производили выборку побегов хвоща на учетной площади, определяли численность побегов, их высоту и сырой вес укоса.
Изучение токсичности хвоща речного проводили, используя схему опытов, представленную на рисунке 1.
Для проведения биологической пробы на карасе серебряном (Сarassius gibelio) использовали детрит хвоща, отобранного в весенне-летний период, готовили его в соответствии с методическими рекомендациями. Для получения навесок для кормления мышей в биологической пробе использовали мышечную ткань и внутренние органы. Для биологической пробы использовали по пять самцов белых мышей (нелинейных) весом 20–25 г, располагая их индивидуально в клетке [2].
|
Схема проведения |
|
4. Извлечение |
|
3. Изготовление детрита |
|
5. Кормление |
|
2. Отбор проб водных |
|
1. Неблагополучный по «гаффской болезни» водоем |
Рис. 1. Схема эксперимента по изучению роли хвоща речного
в возникновении «гаффской» болезни
Результаты и их обсуждение. Гидроботанический состав озер Андреевское и Ишменевское имеет некоторые качественные и количественные отличия. Среди ядовитых водных и прибрежно-водных растений общими для обоих озер являются три вида: хвощ топяной, или речной – Equisetum fluviatile L., вех ядовитый – Cicuta virosa L. и белокрыльник болотный – Calla palustris L.
При гидроботаническом обследовании неблагополучных по «гаффской» болезни водоемов установлено, что хвощ топяной на озере Андреевское не образует обособленных обширных зарослей. Средняя удельная численность побегов хвоща составила 20 экз/м2, средняя высота побегов – 0,68 м, максимальная высота побегов – до 1,0 м. Удельная биомасса (сырой вес) – 74,75 г/м2. Хвощ на оз. Андреевское не образует моновидовых плотных зарослей, а встречается в виде отдельных побегов в сообществах болотной растительности. Для сравнения, средняя удельная сырая масса хвощевых группировок на Тарманских озерах Тюменского района Тюменской области (где в период с 2000 по 2002 г. фиксировалась вспышка «гаффской» болезни) составляла 4 230,0 г/м2, что в 1,5 раза превышало аналогичный показатель для водоемов подтайги Тюменской области [12].
На озере Ишменевское хвощ топяной встречается на большей части побережья (западного, северного и северо-восточного). Средняя удельная численность побегов хвоща составила 23 экз/м2, средняя высота побегов – 0,9 м, максимальная высота побегов – до 1,3 м. Удельная биомасса (сырой вес) – 160,75 г/м2. Данные показатели являются более высоким
Классическая биологическая проба, основанная на методике по определению токсических веществ, вызывающих «гаффскую» болезнь в рыбе, при положительном результате характеризуется следующими клиническими признаками у лабораторных животных: неряшливый внешний вид, взъерошенность волосяного покрова, прыгающая походка, а также поза «треугольника» и «лягушки». Характерные позы, которые животные принимают в течение болезни, вызваны параличом тазовых конечностей и проявляются обычно за несколько суток до гибели животного. Дополнительными исследованиями выявлено, что более, чем у 80 % животных в эксперименте наблюдали конъюнктивит и блефароптоз [1, 3, 12, 19, 20].
При использовании в биологической пробе внутренних органов рыбы, которая приобрела токсичность хвоща речного, первые признаки в виде взъерошенности, конъюнктивита и неряшливого внешнего вида были замечены на седьмой день после начала опыта (рис. 2, 3).
|
|
|
|
Рис. 2. Взъерошенность волосяного покрова у подопытного животного в эксперименте |
Рис. 3. Проявление гнойного конъюнктивита у животного при использовании в эксперименте хвоща речного |
Отмечено, что взъерошенность волосяного покрова и неряшливый вид наблюдали у всех животных опытных групп. Данный клинический признак является первым, схожим с таковыми при «гаффской» болезни. Начиная с девятого дня, у животных опытной группы началось бурное развитие клинической картины. В частности животные стали более пугливы, снизилась их двигательная активность. Часть животных начала принимать позу «треугольника», которая является одним из основных признаков «гаффской» болезни.
Первое опытное животное погибло на девятый день эксперимента. Всего за весь период опыта зафиксирована гибель трех животных. Отмечено, что все павшие животные за несколько часов до гибели принимали позу «лягушки».
Кроме схожих с «гаффской» болезнью клинических признаков отмечена иктеричность кожных покровов, которая ярко выражалась в желтушном оттенке кожи ушей, дистальных отделов конечностей и хвоста (рис. 4). Также у части животных наблюдалось выделение ярко-желтой мочи.
Рис. 4. Иктеричность кожи ушных раковин, дистальных отделов конечностей
и хвоста у лабораторного животного, употреблявшего рыбу
после биологической пробы с детритом хвоща
Модель проведенных экспериментов максимально приближена к естественным условиям. Клиническая картина, полученная в процессе биологической пробы на лабораторных животных, схожа с клиническими проявлениями «гаффской» болезни. В то же время отмечена иктеричность, которая является несвойственным симптомом. Учитывая низкую биомассу хвоща речного в неблагополучных озерах Андреевское и Ишменевское, нет уверенности, что лишь он является причиной возникновения «гаффской» болезни. Существует высокая вероятность комплексного воздействия факторов, провоцирующих образование токсина в организме рыб [21].
Заключение. Установлено, что на озере Андреевское средняя удельная численность побегов хвоща составила 20 экз/м2 при удельной биомассе (сыром весе) – 74,75 г/м2. На озере Ишменевское средняя удельная численность побегов хвоща составила 23 экз/м2, при удельной биомассе (сыром весе) – 160,75 г/м2. При скармливании рыбы, содержащейся с детритом хвоща речного, в течение 15 сут белым мышам отмечали у них клинические признаки, схожие с признаками «гаффской» болезни: пугливость, снижение двигательной активности, гнойный одно- или двухсторонний конъюнктивит, поза «треугольника» и поза «лягушки». Смертность у мышей при биологической пробе составила 60 %. Кроме схожих с «гаффской» болезнью клинических признаков отмечена иктеричность кожи ушных раковин, дистальных отделов конечностей, хвоста и выделение ярко-желтой мочи, что нехарактерно для «гаффской» болезни. Учитывая низкую биомассу хвоща речного в неблагополучных озерах Андреевское и Ишменевское и наличие иктеричности у подопытных животных, можно утверждать, что хвощ речной не является основной причиной, провоцирующей образование токсина в организме рыб.
1. Alimentarno-toksicheskaya paroksizmal'naya mioglobinuriya (ATPM) / pod red. G.S. Sivko-va; Tyumenskaya gos. s.-h. akademiya. Tyu-men', 2004. 58 s.
2. Rekomendacii po diagnostike i profilaktike «gaffskoj» bolezni / L.A. Glazunova [i dr.]. Tyumen', 2022.
3. Klinicheskoe proyavlenie gaffskoj bolezni u laboratornyh zhivotnyh / L.A. Glazunova [i dr.] // Veterinariya. 2022. № 11. S. 55–60.
4. Osobennosti techeniya i ishodov Gaffskoj bo-lezni na territorii Tyumenskoj oblasti / D.I. Lebe¬deva [i dr.] // Zdravoohranenie Rossijskoj Fede¬racii. 2023. T. 67, № 2. S. 149–155.
5. Haff disease associated with consumption of buffalofish (Ictiobus spp.) in the United States, 2010-2020, with confirmation of the causative species / J.R. Deeds [et al.] // Clinical Toxico-logy. 2022. T. 60, № 10. P. 1087–1093.
6. Sanitarno-gigienicheskoe sostoyanie vodoe-mov, vylovlennaya ryba iz kotoryh soderzhala toksin, vyzyvayuschij «gaffskuyu bolezn'» / Yu.I. Raspopova [i dr.] // Medicinskaya nauka i obrazovanie Urala. 2022. T. 23, № 2 (110). S. 107–111.
7. Sivkov G.S., Sergushin A.V. Nozografiya alimentarno-toksicheskoj paroksizmal'noj mio-globinurii // Veterinarnaya patologiya. 2006. № 3 (18). S. 109–117.
8. Rhabdomyolysis following fish consumption: a contained outbreak of Haff Disease in São Paulo / L.K.R. Almeida [et al.] // Brazilian Journal of Infectious Diseases. 2019. T. 23. P. 278–280.
9. Spread of alimentary-toxic paroxysmal myoglobinuria-haff disease (literature review) / L.A. Glazunova [et al.] // E3S Web of Confe-rences. Ser. "International Scientific and Practical Conference "Fundamental and Applied Research in Biology and Agriculture: Current Issues, Achievements and Innovations", FARBA 2021" 2021. 09002.
10. Gal'ceva A.A., Glazunova L.A. K voprosu ob `etiologii «gaffskoj» bolezni (obzor literatury) // Uspehi molodezhnoj nauki v agropromysh-lennom komplekse: sb. tr. LVI Stud. nauch.-prakt. konf., Tyumen', 12 oktyabrya / 2021 g. Ch. 2 / Gos. agrar. un-t Severnogo Zaural'ya. Tyumen', 2021. S. 23–29.
11. Kalinin E.P., Glazunova L.A. K voprosu o metodike podgotovki obrazcov tkanej predsta-vitelej ihtiofauny dlya toksikologicheskih isle-dovanij «gaffskoj bolezni» // Medicinskaya nauka i obrazovanie Urala. 2021. T. 22, № 4 (108). S. 41.
12. Razmashkin D.A., Burundukova T.S. Usloviya vozniknoveniya i `etiologiya vspyshki alimen-tarno-toksicheskoj paroksizmal'noj mioglobinu-rii v Tyumenskoj oblasti i vliyanie fitotoksinov na biocenoz neblagopoluchnogo rajona // Vestnik KGU. 2006. № 4. S. 54–57.
13. Gal'ceva A.A. O gipotezah patogeneza «gaffskoj» bolezni // Integraciya nauki i obrazovaniya v agrarnyh vuzah dlya obespecheniya prodovol'stvennoj bezopasnosti Rossii: sb. tr. nac. nauch.-prakt. konf. Tyumen', 2022. S. 18-24.
14. O vspyshke alimentarno-toksicheskoj paroksizmal'noj mioglobinurii v Tyumenskoj oblasti / D.A. Razmashkin [i dr.] // Problemy parazitologii i toksikologii pri rybohozyajstvennoj `ekspluatacii vodoemov: sb. nauch. tr. Tyumen', 2004. S. 25-63.
15. K `etiologii vspyshki gaffskoj bolezni na ozere Kotokel' / L.N. Shantanova [i dr.] // Byulleten' Vostochno-Sibirskogo nauchnogo centra Sibirskogo otdeleniya Rossijskoj akademii medicinskih nauk. 2010. № 3 (73). S. 298-301.
16. Haff Disease in Salvador, Brazil, 2016-2021: Attack rate and detection of toxin in fish samples collected during outbreaks and disease surveillance / C.W. Cardoso [et al.] // The Lancet Regional Health - Americas (2021). DOI:https://doi.org/10.1016/j.lana.2021.100092.
17. Ionophore toxin maduramicin produces haff di-sease-like rhabdomyolysis in a mouse model / X. Gao [et al.] // International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020. T. 17, № 21. P. 7882.
18. The emergence, epidemiology, and etiology of Haff disease / P.E.I. Pei [et al.] // Biomedical and Environmental Sciences. 2019. T. 32, № 10. P. 769–778.
19. Glazunova L.A., Musina A.R. Osobennosti klinicheskogo proyavleniya gaffskoj bolezni (obzor literatury) // APK: innovacionnye tehnologii. 2021. № 3. S. 6–13.
20. Osobennosti biologicheskoj proby pri vspyshke gaffskoj bolezni v Tyumenskoj oblasti (2019–2021 gg.) / L.A. Glazunova [i dr.] // Vestnik KrasGAU. 2022. № 4 (181). S. 111–119.
21. `Ekologo-gigienicheskie faktory razvitiya Gaff-skoj bolezni v Tyumenskoj oblasti / E.V. Kru-chinin [i dr.] // Ural'skij medicin
