ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕМАТОЛОГИЧЕСКИХ И БИОХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРОВИ РЫБ БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА
Байкал – уникальное озеро нашей планеты. Уникальность экологической системы озера Байкал признана юридически. В 1996 г. озеро и непосредственно примыкающая к нему территория были включены в Список участков мирового природного наследия ЮНЕСКО.
Целью данной работы явилось установление возможного влияния уровня накопления тяжелых металлов (медь, цинк, свинец и кадмий) на гематологические параметры карповых рыб - плотвы сибирской (Rutilus rutilus lacustric) и ельца сибирского (Leuciscus leuciscul baicalensis). В настоящее время круговорот веществ в природе определяется совместным действием биологических, химических и геофизических факторов. Разнообразная хозяйственная деятельность человека привела к тому, что антропогенный фактор приравнялся к природным биогеохимическим факторам миграции вещества, а в некоторых звеньях природных круговоротов стал главенствующим. Основными антропогенными источниками загрязнения системы озера Байкал в настоящее время являются: промышленность, теплоэнергетика, автотранспорт, сельское хозяйство, трансрегиональный перенос загрязнителей.
На территории Байкала осваиваются разнообразные месторождения полезных ископаемых. Минерально-сырьевые ресурсы Байкальского региона включают Холоднинский, Черемшанский и другие месторождения, представленые вольфрамом и молибденом (Джидинское, Инкурское в долине р. Джиды), молибденом (Орекитканское в Северном Прибайкалье, Жарчихинское в Селенгинском среднегорье), свинцом и цинком (Холоднинское и Озернинское в Байкальском хребте и верховье р. Уды), золотом (Зун-Холбинское и Самартинское в Восточном Саяне, Ирокиндинское и Кедровское в Витимском плоскогорье), железной рудой (Курбино-Еравнинский железорудный район), марганцевой рудой (Гаргинское и Талойское в Икатском хребте и Еравнинской впадине
Живая материя - самый сильный фактор миграции металлов в водных экосистемах. Живые существа извлекают из окружающей среды минеральные соединения, превращают их в металлорганические соединения, которые в свою очередь аккумулируются в этих организмах. Таким образом, живые организмы селективно концентрируют отдельные металлы или группы металлов. В результате происходит избирательное накопление металлов живыми организмами.
Ихтиологические методы позволяют оценить состояние популяций рыб и выявить биотоксичность среды обитания за достаточно продолжительный срок, т. к. рыбы – перемещающиеся животные. Для выявления токсичности среды обитания за достаточно продолжительный срок проведено изучение содержания металлов в жабрах, печени (самая важная железа пищеварительного тракта), кожных покровах, мышцах, костях и гонадах рыб (плотвы и ельца). Для оценки состояния рыбных популяций проведено изучение гематологических и биохимических показателей крови плотвы сибирской и ельца сибирского. Кровь является чувствительным и информативным индикатором состояния организма рыб. Она быстро реагирует на действие различных неблагоприятных факторов и может служить одним из ранних показателей отравления или заболевания рыб при загрязнении среды их обитания.
В данной работе исследованы следующие гематологические показатели крови: общее количество эритроцитов, число незрелых эритроцитов, эритроцитарные аномалии, лейкоцитарная формула крови, морфология клеток белой и красной крови, количество незрелых, патологических форм клеток крови. Кроме того, в данной работе исследовано содержание биохимических показателей крови: общий белок, иммуноглобулины, Т-лимфоциты, В-лимфоциты.
Материал собран весной (март, апрель) 2005 г. в разных районах бассейна оз. Байкал, так как эти районы различаются по степени загрязнения токсическими веществами: Чивыркуйский залив озера Байкал (район, наименее подверженный антропогенному воздействию и не загрязненный высокоопасными химическими элементами (Гомбоева, Пронин, 2003), Селенгинское мелководье (залив Черкалов оз. Байкал), участки реки Селенга: ниже Улан-Удэнского промышленного узла и ниже Селенгинского целлюлозно-картонного комбината (СЦКК). Пробы отбирали согласно унифицированным правилам отбора проб сельскохозяйственной продукции, продуктов питания и объектов окружающей среды для лабораторных исследований (ГОСТ 7731-85). Возраст исследованных рыб составлял от 3+ до 6+. При определении возраста использовали общепринятые методики (Правдин, 1966; Мина, Клевезаль, 1976). Определение концентрации тяжелых металлов в пробах рыб проведено с помощью эмиссионного спектрального анализа на спектрографе ДФС 8 – 2.
Форменные элементы крови, гемоглобин, число эритроцитов, лейкоцитов, количество общего белка определены общепринятыми в ихтиогематологии методами.
На основании литературных данных (, 1990; , 1997; , , 1997; и др., 2003) известно, что печень рыб обладает наибольшей аккумулирующей способностью к накоплению тяжелых металлов. Собственные полученные результаты содержания металлов в печени плотвы и ельца из разных водоемов байкальского региона сопоставимы с литературными данными о том, что печень рыб является основным концентратором тяжелых металлов. Данные по содержанию металлов в печени рыб представлены в гистограммах 1 и 2.
Гистограмма 1 - Содержание металлов в печени плотвы из разных водоемов байкальского региона, мг/кг сырой массы.
Гистограмма 2 - Содержание металлов в печени ельца из разных водоемов байкальского региона, мг/кг сырой массы.
Из гистограмм 1 и 2 видно, что абсолютным доминантом среди всех исследованных элементов в печени рыб является цинк. Уровень накопления тяжелых металлов в печени ельца из реки Селенги (Колесово и Зенит) существенно выше, чем у рыб из Чивыркуйского залива (Монахово) и Селенгинского мелководья (Черкалов сор). Именно поэтому цинк в печени выбран в качестве маркера накопления металлов в организме рыб.
У плотвы и ельца, выловленных из Чивыркуйского залива оз. Байкал, ярко-выраженный лимфоидный характер крови, низкий процент фагоцитов, высокий уровень иммуноцитов на фоне наименьшего содержания тяжелых металлов в печени. Данные по содержанию цинка в печени рыб и гематологические показатели крови ельца сибирского представлены в гистограмме 3.
Гистограмма 3 – Сравнение уровня гемоглобина и количества лимфоцитов с содержанием цинка в печени ельца, выловленного из разных водоемов байкальского региона.
Сравнение гематологических и биохимических показателей крови рыб, выловленных из Чивыркуйского залива, на фоне наименьшего содержания тяжелых металлов в печени с таковыми показателями рыб из других точек отбора исследованных водоемов указывает на отсутствие неблагоприятных факторов в этом районе Байкала. Следовательно, Чивыркуйский залив озера Байкал может служить в качестве контрольного полигона при мониторинге состояния популяций рыб в других регионах бассейна оз. Байкал. Отсутствие значительных отличий в гематологических показателях у рыб Чивыркуйского залива и Селенгинского мелководья свидетельствует о высоком потенциале экосистемы дельты реки Селенги как естественного биофильтра.
Наиболее существенные отклонения в гематологическом статусе на фоне более высокого содержания тяжелых металлов в печени рыб от таковых показателей в рыбах контрольного полигона, свидетельствующие о развитии дестабилизирующих процессов в гомеостазе, были обнаружены у ельца сибирского из реки Селенга ниже Улан-Удэнского промышленного узла и ниже СЦКК. В периферической крови ельцов из этих участков реки наблюдалось повышение общего числа эритроцитов, лейкоцитов и лимфоцитов, появление незрелых форм нейтрофилов до промиелоцитов, регистрировался низкий уровень Т-, В-розеткообразующих лимфоцитов и минимальные концентрации общего белка сыворотки крови и минимальное количество иммуноглобулинов.
Таким образом, повышение уровня накопления тяжелых металлов в организме рыб в пределах, не превышающих ПДК, приводит к заметному ухудшению гематологических и биохимических показателей крови плотвы сибирской и ельца сибирского из реки Селенга ниже Улан-Удэнского промышленного узла и ниже СЦКК.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № (р_байкал_а).
