Министерство образования и науки Российской Федерации
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ о выполнении 3 этапа Государственного контракта № П710 от 12 августа 2009 г. и Дополнению от 02 апреля 2010 г. № 1/П710, Дополнению от 27 июля 2010 г. № 2, Дополнению от 15 февраля 2011 г. № 3
Нальчик 2011 г. ^ по Государственному контракту П710 от 12 августа 2009 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных нужд с дополнительными соглашениями от 02 апреля 2010 г. № 1/П710, от 27 июля 2010 г. № 2, от 15 февраля 2011 г. № 3 Организация-Исполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
Реферат Отчет 144 с., 1 ч., 9 рис.,19 табл., 142 источника. МОЛИБДЕН, МАКРОЭЛЕМЕНТЫ, АКТИВНОСТЬ КСАНТИНОКСИДАЗЫ, МЕХАНОТРОН, НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ, ГИСТОЦИТОПАТОЛОГИЯ, КОНЦЕНТРАЦИЯ МИКРОДОБАВОК МОЛИБДЕНА, ЛЕЙКОЦИТЫ, ГЕМОГЛОБИНЦИАНИДНЫЙ МЕТОД, ГЛИКОГЕН. В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 3 этапу Государственного контракта № П710 «Исследование влияния молибдена на морфофункциональные показатели систем жизнеобеспечения организма человека и животных» (шифр «НК-124П») от 12 августа 2009 по направлению «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных» в рамках мероприятия 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук», мероприятия 1.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук и кандидатов наук», направления 1 «Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий» федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. Цель работы - организация и выполнение новых комплексных эколого-физиологических, медицинских, биологических, фундаментальных и прикладных исследований влияния на животных и человека, природных и антропогенных факторов и использования их результатов для разработки научных основ создания эффективной системы жизнеобеспечения людей, направленной на сохранение здоровья и высокой работоспособности в условиях техногенного загрязнения окружающей среды. Решаемые задачи:
В качестве объекта исследования нами выбрана лесная мышь. Этот вид соответствует требованиям, предъявляемым к видам-биоиндикаторам. Для лабораторных экспериментов использовались крысы линии "Вистар". Для выполнения НИР использовался ряд современных методов исследования обеспечивающих соблюдение положений биоэтики, высокую достоверность, точность и репрезентативность получаемых результатов:
Все данные обрабатывались с помощью математических, статистических методов. Объективность полученных результатов обеспечивается тем, что одновременно проводились физиологические, морфологические, биохимические и математико-статистические исследования в полной мере отражающие адаптационные сдвиги в организме подопытных животных. В доступной литературе не встречается исследований подобной полноты, чаще всего исследовался один орган (параметр) каким-либо одним методом. При проведении НИР в рамках выполнения условий госконтракта нами использовались в каждом исследовании полярографические, спектрографические, биохимические, иммуноферментные, гистологические, электрофизиологические и математические методы обработки экспериментального материала. Исследования естественных и техногенных биогеохимических провинций РФ, направленные на изучение содержания микроэлементов и их влияния на организм животных, за исключением йода, практически отсутствуют. Полученные нами данные существенно восполняют данный пробел. Нами обнаружено, что основным путем реализации биотической активности микроэлементов в тканях организмов является их участие в ферментативных процессах. Что нашло подтверждение в результатах ряда других исследователей. Под действием малых доз молибдена отмечается увеличение потребления кислорода и повышение активности сукцинатдегидрогеназы и цитохромоксидазы в тканях животных. При увеличении дозировок этот эффект снижается или пропадает. Наши экспериментальные данные по выявлению динамики напряжения кислорода в тканях и жидких средах организма в целом подтверждают и дополняют существующие современные представления о протекании окислительно-восстановительных реакций в энергетических циклах организма. Исходя из результатов наших экспериментов по изучению влияния молибдена на исследуемые органы и литературных данных можно полагать, что нами обнаружена стимулирующая доза оказывающая положительное действие на обменные процессы в организме экспериментальных крыс. По данным ряда авторов молибден в биотических дозировках повышает фагоцитарную активность лейкоцитов, титр комплемента, образование агглютининов, что также подтверждается нашими исследованиями. В наших экспериментах белые лабораторные крысы в составе суточного рациона получали стимулирующую дозу молибдена, при этом со стороны щитовидной железы отмечается повышение функциональной активности. Увеличивается высота тиреоцитов, коллоид бледно окрашен, много резорбционных вакуолей. Количество нуклеиновых кислот в тиреоцитах повышается по сравнению с контролем, что указывает на повышение биосинтеза тиреоглобулина. В плазме крови наблюдается увеличение количества Т3 и Т4 в пределах нормы. Содержание молибдена в органе составляет 9,0 мкг%. Аденогипофиз находится в состоянии нормы. В ядрах переднего гипоталамуса обнаруживается увеличение количества гипертрофированных «светлых» клеток, находящихся на стадии секреции. Видимо, концентрация микродобавки молибдена в количестве 0,0125 мг/кг возмещает дефицит молибдена в рационе, состоящем из продуктов местного происхождения, доводит его содержание в организме до плато и стимулирует нейроэндокринную систему и обмен веществ. По мере повышения содержания молибдена в организме экспериментальных животных меняется внешний вид животных и поведенческие реакции, наблюдаются нарушение опорно-двигательного аппарата, заторможенность, значительное уменьшение массы и диарея, его повреждающее действие на нейроэндокринную систему усиливается. Наблюдаются очаги некроза, кровоизлияния, десквамация тиреоцитов. Снижаются и физиологические показатели щитовидной железы. В гипофизе отмечаются дегенеративные и некротические изменения, нарушение кровообращения в микроциркуляторном русле. В ядрах переднего гипоталамуса размеры нейросекреторных клеток уменьшаются. Наблюдается депонирование нейросекрета, много дегенерирующих клеток и значительные изменения нейроглии. Разработанная тема НИР позволила организовать и выполнить ряд новых комплексных медико-биологических, фундаментальных и прикладных исследований направленных на изучение влияния на человека и животных молибдена природного и антропогенного происхождения и использование их результатов для разработки научных основ создания эффективной системы жизнеобеспечения, направленной на сохранение здоровья и высокой работоспособности в условиях техногенного загрязнения окружающей среды. Получение данных по динамике биохимических показателей крови, содержанию молибдена, кислорода и биологически активных веществ в органах и тканях которые помогут врачам и ветеринарным работникам в диагностике, профилактике и лечении заболеваний животных и людей, занятых в сфере добычи и переработки молибденовых руд (энтериты, диабет, гепатиты, нарушение фосфорно-кальциевого обмена, подагра и др.), а также проживающих на территориях с избытком или недостатком этого микроэлемента в среде. Данные, полученные в ходе исследований, позволят разработать метод предупреждения и корректировки течения таких социально-значимых заболеваний как тиреотоксикоз, эндемический зоб, вызванный дефицитом йода в биосфере который отмечается на территориях ряда биогеохимических провинций РФ, сахарный диабет за счет доведения количества молибдена в организме до оптимального уровня и оптимизации обмена веществ. Физиологические дозы молибдена компенсируют недостаток йода в среде, что облегчает течение заболеваний связанных с дисфункцией щитовидной железы. Результаты исследований влияния молибдена на морфофизиологию органов экспериментальных животных могут быть использованы для разработки профилактических мер, по предупреждению различных заболеваний животных и человека, вызванных как избытком, так и недостатком молибдена наблюдаемых в ряде регионов РФ. Гистоцитопатология и физиология молибденозов недостаточно изучены, в связи с чем, полученные данные об изменениях структуры органов, биохимических сдвигов в них и функциональных изменениях могут внести ясность в понимание механизмов развития молибденозов и адаптации организма к загрязнению молибденом окружающей среды. На основании раскрытых механизмов адаптационных сдвигов на различных уровнях организации животного организма, возможна разработка новых, более эффективных медицинских препаратов и биологически активных добавок. Установление стимулирующего эффекта физиологических доз молибдена может принести пользу в сельском хозяйстве, как средство стимуляции анаболических реакций позволяющее снизить затраты и повысить продуктивность в животноводстве, птицеводстве и ряде других отраслей. Результаты проведенных нами теоретических и экспериментальных НИР по изучению действия различных доз молибдена на функциональный статус органов и тканей организма, могут быть использованы в лекционных и практических курсах для студентов биологических, химических, медицинских, фармакологических, зоотехнических и ветеринарных факультетов. Полученные результаты НИР могут быть использованы при создании научно-образовательных курсов для обучения и повышения квалификации научных сотрудников, аспирантов, работников здравоохранения, СЭС, ветеринарных врачей и зоотехников. В результате использования данных НИР повысится научная обоснованность актуальных знаний и методов исследования студентов и практикующих специалистов, что обеспечит разработку научных основ создания эффективной системы жизнеобеспечения людей и животных, направленной на сохранение здоровья и высокой работоспособности в на территории био-, геохимических провинций с недостатком (природного типа) или избытком (техногенного типа) молибдена в окружающей среде. Итак, низкие дозы молибдена, дополняя его дефицит в основном рационе, благоприятно действуют на организм животных, повышая функциональную активность нейроэндокринной системы. Высокие дозы вызывают нарушения структуры и функции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы различной степени в прямой зависимости от содержания молибдена в пище. Использование различных современных методов исследования позволило разносторонне осветить морфофизиологические сдвиги в организме при действии исследуемого фактора, в связи с чем, полученные в результате проведенных НИР данные соответствуют, дополняют, расширяют и углубляют знания в области исследования действия молибдена на животные организмы. Содержание Введение 11 ^ Глава 2 Аннотированная справка по научным результатам НИР, полученным на II этапе 19 ^ Глава 4 Отчет по обобщению и оценке результатов исследований. 88 4.1 Модели, методы, программы и алгоритмы, позволяющие увеличить объем знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета исследования новых явлений, механизмов или закономерностей 88 4.2 Рекомендации по возможности использования результатов НИР в реальном секторе экономики 89 Глава 5 Публикация результатов НИР 91 ^ 5.2 Копии статей, опубликованных в журнале ВАК 94 Заключение 131 Список используемых источников 141
|