Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Характеристика угольного разреза «Бородинский» 10
1.1.1 Состав микрокомпонентов угля разреза «Бородинский» 12
1.1.2. Химический состав углей и золы углей разреза «Бородинский» 13
1.1.3. Элементный состав образцов частиц угля и золы угля разреза «Бородинский», использованных в эксперименте 14
1.2 Влияние угля и золы углей на организм человека и животных 15
1.2.1. Пути поступления частиц угля и золы угля в организм человека и животных 15
1.2.2 Последствия влияния углей и золы углей на организм человека и животных при добыче угля 18
1.3. Биоиндикация рекультивируемых территорий угольного разреза «Бородинский» 27
Глава 2. Материалы и методы исследований
2.1. Схема исследований 3 5
2.2 Исследование периферической крови животных 39
2.3. Исследование морфологической структуры внутренних органов животных 40
2.4. Методы морфологического анализа внутренних органов 41
2.5. Методы статистической обработки полученных результатов 43
Глава 3. Комплексное влияние факторов рабочей зоны открытой добычи угля разреза «Бородинский» на клеточный состав периферической крови и морфологическую структуру внутренних органов крыс 45
3.1. Комплексное влияние факторов рабочей зоны открытой добычи угля на клеточный состав периферической крови крыс
3.2. Комплексное влияние факторов рабочей зоны открытой добычи угля на морфологические характеристики внутренних органов крыс 54
3.2.1. Морфологическая характеристика желудка крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разреза
3.2.2. Морфологическая характеристика печени крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разреза 61
3.2.3. Морфологическая характеристика почек крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разрез 68
3.2.4. Морфологическая характеристика легкого крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разреза 76
Глава 4. Влияние частиц бурого угля и золы угля при их пероральном поступлении в организм лабораторных мышей 84
4.1. Влияние частиц бурого угля и золы угля на периферическую кровь мышей 84
4.2. Влияние частиц бурого угля и золы угля на морфологическую характеристику внутренних органов мышей 97
4.2.1. Морфологическая характеристика желудка у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля 97
4.2.2. Морфологическая характеристика печени у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля 107
4.2.3. Морфологическая характеристика почки у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля 114
4.2.4. Морфологическая характеристика легкого у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля 123 Глава 5. Морфологическое исследование внутренних органов у диких
мышевидных грызунов, обитающих на интактных и рекультивированных территориях угольного разреза «Бородинский» 131
5.1. Морфологическая характеристика желудка у диких мышевидных грызунов 131
5.2. Морфологическая характеристика печени у диких мышевидных грызунов 136
5.3. Морфологическая характеристика почки у диких мышевидных грызунов 141
5.4. Морфологическая характеристика легкого у диких мышевидных грызунов 148 заключение 154
Выводы 157
Приложение 160
Список литературы
- Элементный состав образцов частиц угля и золы угля разреза «Бородинский», использованных в эксперименте
- Исследование морфологической структуры внутренних органов животных
- Морфологическая характеристика желудка крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разреза
- Морфологическая характеристика желудка у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля
Введение к работе
Актуальность проблемы. Приоритетным развитием топливно-энергетического комплекса России предусматривается увеличение доли открытого способа добычи угля до 2025 года в общем объеме добычи до 70-80%.
В рабочей зоне угольного разреза организм человека подвергается комплексному воздействию производственно-экологических факторов, таких как пыли, газов, зол, попадающих в воздушное пространство рабочих мест, а также шумом и вибрацией (Олещенко, 2002; Некрасова, 2005; Brichet et al., 1999; Cohen era/., 2008).
Основное внимание при изучении профессиональных заболеваний у рабочих, занятых в угольной промышленности, направлено на исследование органов дыхания (Койгельдинова, 2004; Исмаилова, 2006; Басанец, 2007) и крови (Ушатикова и др., 2003; Волков и др., 2006; Leon et al, 2007). При этом чаще всего не учитывается влияние производственных факторов на другие внутренние органы. Кроме того, практически отсутствуют работы по изучению комплексного влияния факторов открытой добычи угля на животных. Такие исследования позволят выявить патологические изменения в организме, которые могли быть не выявлены при оценке влияния какого-либо одного фактора.
Другой важной задачей при изучении последствий добычи угля открытым способом для здоровья человека является оценка состояния отработанных территорий (Nagle et al., 2001; Hopkins et al., 2006). Одним из методов, позволяющих решить эту задачу, может быть метод биоиндикации, диагностирующий нарушения в биотических сообществах (Benassi et al., 2006; Tilghman et al., 2009), и, таким образом, позволяющий оценивать степень восстановления территорий.
Цель исследований - оценить влияние факторов открытой добычи угля разреза «Бородинский» и прилегающих к разрезу территорий на морфофизиологичесхое состояние грызунов (лабораторных крыс, мышей и полевок). Основные задачи:
изучить морфофизиологическое состояние лабораторных крыс при комплексном воздействии на них производственных факторов открытой добычи угля.
исследовать морфофизиологическое состояние лабораторных мышей при пероральном введение частиц бурого угля и золы угля.
изучить морфологические признаки внутренних органов у диких мышевидных грызунов, обитающих на территориях, различающихся врешнем проведения их рекультивации после добычи угля.
Научная новизна. Впервые исследовано комплексное влияние факторов открытой добычи угля разреза «Бородинский» на гематологические показатели и морфологию органов у лабораторных животных. На примере лабораторных мышей изучено влияние частиц бурого угля и золы угля при их пероральном введении. На примере диких мышевидных грызунов (полевок), . проведена биоиндикация территорий разреза «Бородинский», различающихся временем проведения их рекультивации после добычи угля. Установлено, что на территории, рекультивация которой проводилась 11 лет назад, у полевок Еаблюдаются выраженные морфологические изменения внутренних органов, а с
увеличением времени завершения рекультивационных мероприятий изменения у животных либо отсутствуют, либо выражены в незначительной степени. Защищаемые положения:
1. При комплексном воздействии факторов в рабочей зоне открытой добычи утя,
в условиях высокого уровня стресса (машинное отделение роторного экскаватора)
возникают выраженные изменения в бедой крови и внутренних органах крыс.
-
Пероральное введение высоких концентраций частиц бурого угля (0,2 г/животное) и золы угля (0,3 г/животное) приводит к патологическим изменениям в системе крови, а также во внутренних органах у лабораторных мышей.
-
Морфологические изменения внутренних органов у диких мышевидных грызунов, обитающих на рекультивированных территориях, определяются временем после проведения рекультивации.
Практическая и теоретическая значимость. Морфофизиологические изменения, выявленные у животных вследствие комплексного воздействия на них факторов открытой добычи угля, а также частиц угля и золы угля при их пероральном поступлении в организм животных, необходимо использовать структурам, занимающихся охраной труда, с целью корректирования мер профилактики профессиональных заболеваний рабочих, включая послесменную реабилитацию. Обоснована возможность использования морфологических изменений во внутренних органах у диких мышевидных грызунов (полевок) в качестве индикаторов, при экологической оценке рекультивированных территорий. Апробация. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Непрерывное экологическое образование и экологические проблемы» (Красноярск, 2004), на ХП Международном симпозиуме «Сложные системы в экстремальных условиях» (Красноярск 2005), на ХШ Международном совещании и VI школе по эволюционной физиологии (Санкт-Петербург, 2006), на ХШ Международном симпозиуме «Сложные системы в экстремальных условиях» (Красноярск, 2006, на XI Конференции молодых ученых Красноярского научного центра СО РАН (Красноярск, 2008), на XIV Всероссийском симпозиуме с международным участием (Красноярск, 2008), на Международной заочной научной конференции «Проблемы современной аграрной науки» Красноярского Аграрного университета (Красноярск, 2008).
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 180 страницах печатного текста и состоит из введения, 5 глав, приложений. Список литературы включает 159 источников, в том числе 58 иностранных авторов.
Элементный состав образцов частиц угля и золы угля разреза «Бородинский», использованных в эксперименте
В составе углей мощного верхнего пласта разреза Бородинский наиболее распространены полуматовые и матовые линзовидно-полосчатые и штриховатые угли, занимающие около 90% разреза пласта и образующие наиболее мощные и устойчивые слои. Доля полуматовых углей в разрезе пластов составляет около 55%, около 35% разреза представлено матовыми углями. В небольшом количестве ( 10%) встречаются полуматовые и матовые штриховатые однородные угли, обогащенные фюзинизированными и липоидными компонентами. Породные прослойки встречаются чаще в верхней и иногда в нижней частях пласта (Гаврилин и др., 1996; Бруер и др., 2003).
В составе Бородинского пласта выделяются три фракциально-петрографических горизонта. Нижний и верхний содержат большое количество аттритовых типов гелитолитов и фюзенолитов. Средний горизонт представлен фрагментарными гелитолитами и отличается невысокой зольностью (Гаврилин и др., 1996; Русьянова, 2003).
Состав микрокомпонентов угля (Природные и экономические факторы формирования КАТЭКА, 1980; Гаврилин и др., 1996; Русьянова, 2003), показывает (прил. 1), что петрографический состав угольного бородинского пласта сравнительно постоянен и характеризуется преобладанием компонентов группы витринита от 66-95%. Наиболее характерной микроструктурой угля пласта является аттритово-фрагментарная, реже фрагментарно-цементная. Микротекстура слоистая, линзовидно-слоистая и местами беспорядочная. Основными углеобразующими компонентами углей являются мацералы группы витринита (от 66 до 99%). Они представлены коллинитом и телинитом, причем первый присутствует в большем количестве и выполняет роль цемента. Телинит наблюдается в виде структурных фрагментов остатков древесины и коры. Витродетринит встречается в виде обрывков гелифицированных тканей и сосредоточен в гетерогенных прослойках совместно с аттритом отощающих мацералов (фюзинитом, семифюзинитом). Мацералы группы семивитринита встречаются значительно реже (до 5-6%). Второе место по распространению занимает группа инертинита, представленная, главным образом, семифюзинитом и в меньшем количестве фюзинитом. Мацералы группы липтинита представлены кутинитом, реже споринитом и суберинитом. В целом, их количество не превышает 2-3% (Быкадоров и др., 2002). Содержание минеральных примесей в углях колеблется в пределах 1-6%. Они представлены глинистыми минералами, находящимися в дисперсной смеси с органическим веществом. Местами наблюдаются точечные вкрапления каолинита, мелкие неокатанные зерна кварца, сидерита. Последний представлен оолитами буровато-желтого цвета с диаметром зерен 1-3 мм. Относительно часто встречаются мелкие вкрапления пирита. Сингенетичный пирит наблюдается в виде микроскопических зерен в основной массе угля, а эпигенетичный образует мелкие пластинки по трещинам кливажа. Иногда по трещинам отмечается вторичная минерализация кальцитом (Гаврилин и др., 1996; Быкадоров и др., 2002).
Применительно к бурым углям, ГОСТ 25543-88 позволяет оценить только степень их метаморфизма, вещественный состав и перспективы получения искусственного жидкого топлива (ИЖТ) методом сухой перегонки. Всесторонняя оценка возможностей использования бурых углей в энергетике с учетом их взаимозамены может быть проведена на основе новой генетической кодификации бурых углей (ГОСТ 28663-90), введенной во второй половине 1991 г. Кодификация основана на количественном учете 11 признаков (прил. 1). Состав золы углей и температуры ее плавления приведены в приложении 1. Важен состав золы, температура ее плавления; наличие в золе щелочных металлов. Именно эти параметры определяют интенсивность шлакования углей и обусловливают выбор систем сжигания угля. При изменении состава золы меняются и ее свойства. Высокое содержание оксида кальция вызывает резкое повышение температуры плавления золы. Минимальная температура плавления (1150-1200С) наблюдается при зольности 8-12 % и содержании в золе СаО 20-33 % и SiC 2 30-45 %. При снижении зольности до 4-5 % температура плавления повышается до 1500-1600С. Свойства углей определяют системы их сжигания и шлакоудаления, что особенно важно для проектируемых крупных (мощностью 0,8 МВт) энергоблоков электростанций КАТЭКа. По принятым схемам, угли с легкоплавкой золой сжигаются в высокотемпературных топках с удалением шлака в жидком виде, а угли с тугоплавкой золой — в топках с умеренным температурным уровнем. Шлак выводится из них в твердом виде. Технология сжигания среднезольных (8-12%) бородинских углей хорошо отработана на действующих ТЭЦ и ГРЭС Сибири (Гаврилин, 1996; Шабанов 2005).
Элементный состав образцов частиц угля и золы угля разреза «Бородинский», использованных в эксперименте
Сотрудниками лаборатории аналитических методов исследования вещества (АМИВ) из института физики им. Киренского СО РАН был исследован элементный состав образцов частиц бурого угля и золы разреза «Бородинский». Элементный состав опытных образцов был определен на рентгенофлуоресцентном приборе S4 PIONEER и результаты обработаны полуколичественным методом. В элементном составе частиц угля преобладают железо, кальций, барий, сера и кремний, а в элементном составе золы кальций, железо, кремний, алюминий и магний (прил.2).
Исследование морфологической структуры внутренних органов животных
В соответствии с этапностью экспериментов брали образцы периферической крови по стандартным методикам (Душкин, 1980): у крыс -из ушной вены, у мышей - из хвостовой вены. Подсчет количества эритроцитов и лейкоцитов проводили стандартными методами (Гольдберг и др., 1992). Для исследования лейкоцитарной формулы, мазки крови окрашивали по методу Романовского-Гимзе (Гольдберг и др., 1992). Количество лейкоцитов подсчитывали в камере Горяева. Для определения гематокрита отделяли плазму от форменных элементов крови центрифугированием (Гольдберг и др., 1992). Концентрацию гемоглобина определяли гемоглобинцианидным методом с помощью фотоэлектрического концентрационного колориметра КФК-2, используя калибровочные кривые и
А пересчётный коэффициент (Лабораторные исследования в клинике, 1987). Для подсчета ретикулоцитов использовали мазки крови предварительно окрашенные раствором бриллиантового крезилового синего в абсолютном спирте. Для этого на мазок краски наносили каплю крови, готовили из нее тонкий мазок и тотчас помещали полученный препарат во влажную камеру на 15-20 минут. Затем высушивали на воздухе и микроскопировали под иммерсией. Подсчитывали 1000 эритроцитов и отмечали среди них количество эритроцитов, содержащих зернисто-нитчатую субстанцию (Лабораторные исследования в клинике, 1987).
Морфологическому исследованию были подвергнуты: 1. Внутренние органы (желудок, печень, почки, легкие) лабораторных крыс, экспонированных на РЭ 4, РЭ 7 и контрольной группы животных. 2. Внутренние органы (желудок, печень, почки, легкие) лабораторных мышей, ежедневно получавших с рационом различные концентрации частиц бурого угля и золы угля и контрольная группа животных. 3. Внутренние органы (желудок, печень, почки, легкие) полевок, обитающих на территориях, где по окончании добычи угля проводилась рекультивация в 1982 г, 1992 г, а также на территории, где добыча угля не производилась.
Лабораторных крыс содержавшихся на роторных экскаваторах за сутки перед забоем прекращали кормить с целью синхронизации метаболизма. Из эксперимента животные выводились путем перерезки почечной артерии под эфирным наркозом. Наркотизацию производили для предотвращения удушения и появления вторичных изменений, связанных с острой гипоксией (кровоизлияния, шунтирование кровотока, дистрофическое набухание клеток и т.п.). Забор материала для исследования морфологической структуры органов производился при бьющемся сердце, что предупреждает аутолитические изменения в тканях, в строго определенной последовательности, обусловленной различной устойчивостью органов к гипоксии. Органы и ткани фиксировали в 10 % растворе формалина с добавлением фосфатного буфера с проводкой и заливкой в парафиновые блоки по стандартной методике (Волкова и др., 1982). Препараты окрашивались гематоксилином и эозином (Волкова и др., 1982).
Лабораторных мышей содержавшихся в лабораторных условиях за сутки перед забоем прекращали кормить с целью синхронизации метаболизма. Из эксперимента животные выводились путем дислокации шейного отдела. Органы и ткани фиксировали в 10 % растворе формалина с добавлением фосфатного буфера с проводкой и заливкой в парафиновые блоки по стандартной методике (Волкова и др., 1982). Препараты окрашивались гематоксилином и эозином (Волкова и др., 1982).
Умерщвление диких мышевидных грызунов проводили практически сразу после их попадания в ловушки путем дислокации шейных позвонков (Волкова и др. 1982). После этого внутренние органы фиксировали в 10 % растворе формалине с добавлением фосфатного буфера с проводкой и заливкой в парафиновые блоки по стандартной методике (Волкова и др., 1982). Препараты окрашивались гематоксилином и эозином (Волкова и др., 1982).
Гистологические препараты внутренних органов животных приготовлены по стандартным методам с применением целлоидин парафиновой проводки (Волкова и др. 1982). Срезы толщиной до 5 мкм были окрашены гематоксилином Майера и эозином по Ван Гизону (Волкова и др. 1982). Морфологические изменения в органах и тканях оценивали гистостереометрически с применением прямой окулярометрии и точечного счета (Ташкэ, 1980).
Изучение структуры внутренних органов (желудок, печень, почки, легкие) проводили методом линейных измерений при прямом микроскопическом исследовании с помощью окуляра - микрометра или измерительной линейки, оттестированной по окуляр- и объект — микрометрам. Определяли в желудке высоту покровного эпителия, желудочные ямки, желудочные железы, толщину слизистой желудка; в печени диаметр дольки печени, печеночную трабекулу; в почке диаметр проксимального канальца почки, диаметр дистального канальца почки; в легком толщину альвеолярных септ. Цену деления линейки калибровали с помощью объект-микрометра на каждом рабочем увеличении микроскопа. В каждом препарате методом случайной выборки 10 раз проводилось измерение каждого из исследуемых параметров. Для определения объемов клеток и ядер пользовались формулой V = к/6 х LB , где L - больший диаметр ядра, В - меньший диаметр ядра (Ташкэ, 1980).
Методом точечного счета на гистологических препаратах определяли удельный объем (%) различных компонентов исследуемых органов и тканей, используя окулярную морфометрическую сетку Салтыкова с 60 -равноудаленными точками "нулевой" толщины (Автандилов и др., 2002). Данный метод использовали для определения фракционного состава форм гепатоцитов в печени. Сетку проецировали на случайно отобранные поля гистологического среза. В ходе отбора полей соблюдали следующие условия: в обследуемые поля обязательно включали функционально важные участки органа. Шаг координатного препаратоводителя выбирали таким образом, чтобы его длина была больше диаметра апертурного отверстия рабочего объектива микроскопа. В этом случае поля гистологического препарата не перекрывались. Это, в свою очередь, обеспечивало бесповторность выемки первичной морфометрической информации. Основой для оценки уровня повреждения было раздельное определение объемов повреждения паренхиматозных структур (Струков и др., 1985). В нефроэпителии канальцев почки определяли процент зернистой дисторофии, некробиоза, некротизированых клеток. При этом, мы исходили из того, что суммарный объем повреждения паренхиматозных структур складывается из двух компонентов: обратимых и необратимым форм деструкции. К обратимым формам мы относили, в частности, белковую дистрофию, а к необратимым — вакуолизацию и влажный лизис клеток (Струков и др., 1985).
Морфологическая характеристика желудка крыс, содержавшихся на рабочих площадках роторных экскаваторов угольного разреза
Уровень эозинофилов сохранялся практически на том же уровне, что и на 15-е сутки, и составлял 0,84 ± 0,17% (40,97% от контроля). Содержание лимфоцитов и моноцитов в составе периферической крови по сравнению с 15- ми сутками понижалось до 27,98±0,63% (116,68 % от контроля) и 0,54±0,11% (25,35% от контроля) соответственно (табл. 2, 3, рис. 5, 6). Снижение уровня моноцитов и незначительное снижение лимфоцитов в крови у животных второй группы на 30-е сутки, свидетельствует об адаптации животных к производственным условиям рабочей зоны открытой добычи угля. Полученные результаты подтверждают общепринятые представления, о том, что лимфоциты и моноциты являются непосредственными участниками в обеспечении работы иммунной системы организма (Ройт, 1991; Патофизиология, 1997). , I зо
Уровень лимфоцитов в периферической крови у животных, содержавшихся в рабочей зоне угольного разреза. Группа 1 - содержание животных в течение 15-и суток в машинном отделении роторного экскаватора, а затем переведенных в щитовое отделение до конца эксперимента (30-х суток); группа 2 - содержание животных в щитовом отделении в течение всего эксперимента.
Таким образом, анализ клеточного состава периферической крови у подопытных животных показал, что количество лимфоцитов в крови у животных обеих групп было выше, чем у животных контрольной группы в течение всего эксперимента (рис. 6). Максимальное значение данного показателя отмечалось в первой группе животных как на 15-е, так и на 30-е сутки эксперимента. Выявленный лимфоцитоз у подопытных животных свидетельствует об активации у них клеточного звена иммунитета. Известно, что лимфоциты - основные функциональные компоненты иммунной системы, морфологический субстрат которой представлен совокупностью лимфоидных органов и тканей (Воспаление, 1995). Наряду с лимфоцитозом, у животных обеих групп обнаружена нейтропения, которая была наиболее выражена у животных первой группы. Стоит отметить, что после перевода животных в щитовое отделение роторного экскаватора количество нейтрофилов в периферической крови повышалось, но не достигало значений этого показателя во второй и контрольной группах крыс. В крови у лабораторных животных переведенных в щитовое отделение роторного экскаватора незначительное повышение уровня нейтрофилов свидетельствует о воспалительной реакции в организме животных, которая обусловлена негативным на них воздействием факторов машинного отделения (прил. 3), перевод животных из которого сопровождается медленными восстановительными процессами в организме. Наши данные согласуются с результатами, полученными в работе Ерениева с соавторами (Ерениев и др., 2006), при гигиенической оценке уровня воздействия основных неблагоприятных производственных факторов (вибрация, шум, токсические вещества) на работников машиностроительного предприятия г. Омска. Среди основных результатов авторов по изучению клеточного состава периферической белой крови также явилось выявление лимфоцитоза и нейтропении у работников, подвергающихся воздействию локальной вибрации, шума, и др. факторов производства.
Наряду с вышеуказанными изменениями в периферической крови у подопытных животных первой группы отмечалась выраженная эозинофилия, которая после перевода животных в щитовое отделение экскаватора переходила в умеренную эозинофилию, наблюдаемую у животных, содержавшихся в щитовом отделении в течение всего эксперимента. Известно, что эозинофилия возникает при выраженных аллергических реакциях (Серов, 1995). Поскольку, в машинном отделении роторного экскаватора при открытой добычи угля образуется пыль, зола и т.п., то повышение эозинофилов у животных из машинного отделения может быть вследствие ответной реакции их организма на присутствие частиц бурого угля и золы, которые в данном случае выступают в роле аллергенов.
Содержание моноцитов в периферической крови снижалось у всех опытных групп животных, однако, наиболее низкий уровень этого показателя отмечался у животных первой группы. Снижение уровня моноцитов к концу эксперимента у животных обеих групп является основанием предположить, что производственные факторы рабочей зоны оказывают неблагоприятное воздействие на организм животных, выражающееся в снижении иммунного статуса организма проявляющиеся в виде моноцитопении (угнетении ретикулоэндотелиальной системы).
Таким образом, при содержании животных в рабочей зоне открытой добычи угля в периферической крови у крыс обеих групп выявлены изменения в клеточном составе белой крови в виде изменения количества гранулоцитов и агранулоцитов. Наблюдаемые изменения, вероятно, являются проявлением компенсаторно-приспособительных реакций организма животных к условиям рабочей зоны добычи угля. При содержании животных в машинном отделении роторного экскаватора (первая группа) в периферической крови отмечался низкий уровень нейтрофилов и высокий уровень лимфоцитов, что указывает на негативное воздействие факторов машинного отделения на организм животных. После перевода животных первой группы в щитовое отделение роторного экскаватора показатели клеточного состава белой крови оставались на низком уровне, по сравнению с показателями белой крови у животных, содержавшихся в щитовом отделении в течение всего эксперимента. Низкий уровень показателей белой крови у животных выявленный после перевода из машинного в щитовое отделение, свидетельствует о медленных восстановительных процессах организма.
Изменения в клеточном составе периферической крови, выявленные у лабораторных животных, содержавшихся в рабочей зоне угольного разреза, позволяют предположить, что в органах крыс могли также происходить изменения. Исходя их этого, следующим этапом работы являлось гистологическое исследование внутренних органов животных.
Влияние производственных факторов рабочей зоны открытой добычи угля на морфологическую структуру органов и тканей у крыс оценивали путем содержания белых крыс-самцов в рабочей зоне на роторных экскаваторах (машинное и щитовое отделение) в течение 30 суток. При макроскопическом исследовании внутренних органов (желудок, печень, почки, легкое) у животных содержавшихся как в машинном, так и в щитовом отделении роторных экскаваторов и контрольной группы животных, изменений не обнаружено. Слизистая оболочка желудка серого цвета со складками, без кровоизлияний. Печень гладкая, блестящая, красно-коричневого цвета. На разрезе ткань печени полнокровная, темно-красного цвета. Почки плотные на ощупь, с гладкой блестящей капсулой, при снятии капсулы поверхность почки ровная, красно-коричневого цвета. На разрезе корковый слой равномерно — полнокровный красно-коричневого цвета, мозговой слой светло-серого цвета, граница между слоями четкая. Поверхность легких темно-красного цвета. Легочная плевра гладкая, влажная, блестящая, прозрачная, не утолщена. Ткань легких на ощупь эластичная, умеренно воздушная. На разрезе ткань легких темно-красного цвета, полнокровная, стенки бронхов и сосудов не изменены.
Морфологическая характеристика желудка у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля
Толщина печеночных трабекул достоверно не отличалась от контроля, и составляла 14,98 ±0,44 мкм (табл. 15, рис. 51). Гепатоциты были дистрофически изменены и характеризовались вакуолизированной цитоплазмой, набухшими ядрами, ядрами клеток с конденсированным хроматином, встречались гепатоциты со сморщенными ядрами, в разных зонах ацинуса отмечались единичные безъядерные клетки. Были выявлены мелкие и средние очаги некроза (рис. 56). Вдоль портальной стромы наблюдался слабо выраженный склероз. Стенки некоторых артерий и артериол были утолщены. У всех подопытных животных отмечалось увеличение количества Купферовских клеток и расширение пространства Диссе. При дозе 0,5 г/животное золы (четвертая группа) у мышей морфометрическая оценка печени показала уменьшение диаметра печеночных долек на 6,06 мкм по сравнению с контролем, что составляло 237,56±5,77 мкм (102,61 % от контроля). Печеночные трабекулы были утолщены до 16,76 мкм (116,46% от значения данного показателя в контроле) (табл. 15, рис. 51).
Изменение в ткани печени у лабораторных мышей при пероральном введении 0,2 5 г/животное золы угля (а, б - окраска гематоксилином и эозином; а - балочное строение печени сохранено, гепатоциты с гидропической дистрофией, мелкий очаг некроза в печени X 200; б -гепатоциты с гидропической дистрофией; вауолицазированной цитоплазмой, отсутствие ядра, очаг некроза в печени, увеличение количества Купферовских клеток X 200).
Выявлено нарушение балочного строения печени за счет гидропической дистрофии (рис. 57), которая сопровождалась возникновением мелких очагов некроза. В различных зонах ацинуса были обнаружены в большом количестве некробиотически измененные гепатоциты, характеризующиеся разрушенной цитоплазмой, наличием безъядерных клеток, либо клеток с пикнотичными ядрами и ядрами в стадии рексиса. Вдоль портальной стромы наблюдалось избыточное разрастание рыхлой соединительной ткани, что свидетельствует о склерозировании портальной стромы (рис. 58). В синусоидах пространства Диссе были расширены и количество Купферовских клеток увеличено.
Таким образом, данные гистологических исследований свидетельствуют о том, что у животных всех подопытных групп в портальной строме печени выявляются признаки продуктивного воспаления, различающиеся степенью выраженности. Наиболее выраженные патологические изменения в печени отмечались у животных 3-й и 4-й групп, которые с рационом получали золу угля в концентрациях 0,25 г/животное и 0,5 г/животные, соответственно.
Изменение в ткани печени у лабораторных мышей при пероральном введении 0,5 г/животное золы угля (а, б - окраска гематоксилином и эозином; а - балочное строение печени нарушено, гепатоциты с признаками гидропической дистрофией X 100; б- нарушение балочного строения за счет гидропической дистрофии гепатоцитов, мелкий очаг некроза в печени, увеличение количества Купферовских клеток X 400).
Изменение в ткани печени у лабораторных мышей при пероральном введении 0,5г/животное золы угля. Окраска гематоксилином и эозином. Балочное строение печени нарушено. Инфильтрация портальной зоны X 200.
У животных третьей группы нарушалось балочное строение печени за счет гидропической дистрофии. В печеночной ткани выявлялись очаги некроза. В синусоидах увеличивалось количество Купферовских клеток. При высокой (0,5 г/животное) дозе золы угля на фоне гидропической дистрофии, в разных участках ацинуса преобладали некротически измененные гепатоциты. В печеночной ткани наблюдались мелкие очаги некроза. При пероральном введении в организм животных частиц бурого угля наблюдались изменения размеров гепатоцитов. Так, в центре печеночных долек, они были увеличенными, а в перипортальной зоне печени гепатоциты были небольших размеров. Обнаружено, что при дозе угля 0,2 г/животное в перипортальной зоне печени в гепатоцитах происходили выраженные некробиотические процессы.
Морфологическая характеристика почки у мышей при пероральном введении частиц бурого угля и золы угля
Гистологические исследования препаратов почек у лабораторных животных, ежедневно перорально получавших частицы бурого угля и золу, показали патологические изменения в органе, с различной степенью выраженности в группах.
При задаваемой дозе частиц угля 0,1 г/животное (первая группа) у мышей диаметр проксимальных канальцев и дистальных канальцев почек достоверно не отличался от контроля, и составлял 29,12 ± 0,56 мкм (101,53% от контроля) и 21,97 ± 0,42 мкм (96,48% от контроля), соответственно (табл. 16, рис. 59). При этом гистоархетиктоника органа сохранялась. Отмечали умеренное кровенаполнение сосудов коркового и мозгового вещества. Проксимальный и дистальный нефроэпителии были с признаками белковой, зернистой и очагами гидропической дистрофий, характеризующийся набуханием клеток нефроэпителия, увеличенными ядрами, определялись мелкие группы безъядерных клеток. В проксимальном нефроэпителии отмечали десквамацию щеточной каемки. В просветах канальцев обнаруживали следы клеточного детрита с примесью белковых и эозинофильных масс (рис. 60 в). В сосудистых клубочках были выявлены деструктивные изменения (рис. 60). Так, в некоторых клубочках отмечалась пролиферация мезангиальных клеток в капсуле и десквамация клубочковой каемки.
