Статьи
Carcinogenesis of malignant neoplasms in cats: development factors
An effective and timely prevention of diseases in animal companions is a major task faced by the modern veterinary science. This research featured the correlation between malignant neoplasms and ophthalmological diseases in cats. The authors studied the multifactorial effect on the neoplastic proliferation and cancer-related ophthalmopathy to develop a general scheme of neoplastic proliferation in cats. The effect of exogenous and endogenous factors on neoplastic proliferation was described based on experimental studies of numerous samples taken from 192 cats, including 67 cancer patients. The comprehensive methodological approach included anamnestic data sampling, clinical examination, examination of the pathological area, hematology, cytomorphology, and chemical-toxicological tests. The cats with various ophthalmopathies were simultaneously diagnosed with one or more of the following cancer types: carcinoma (37.13%), squamous cell carcinoma (32.83%), lymphoma (29.85%), sarcoma (20.89%), melanoma (2.98%), and mastocytoma (1.49%). The main factors of neoplastic proliferation included diet, care, living conditions, physical activity, stress, chronic inflammation, repeated cases, the rate of increase/decrease in clinical signs, previous therapies, etc. In most cases, the cancer-related ophthalmopathy developed as a result of tumor metabolites or as a side-effect of chemotherapy. The incidence of cancer-related ophthalmopathy increased with age. Cancer was found to correlate with the amounts of zinc, iron, and lead in the fur. Another correlation occurred between carcinomas, especially mammary tumors, and the high copper content in the fur.
Изучение гистопатологических изменений органа зрения у кошек как модели развития злокачественных новообразований
Паранеопластические синдромы являются клиническими и лабораторными проявлениями опухолевого процесса. Цель работы - изучение структурных изменений органа зрения у домашних животных (кошек) в качестве модели развития злокачественных новообразований различного генеза и локализации на основе гистопатологического анализа глазных яблок. Материал и методы. Проведен гистопатологический анализ глазных яблок 19 кошек после билатеральной и односторонней энуклеации. Экспериментальная группа животных включала 12 кошек с сопутствующими онкологическими заболеваниями: в большей степени неуточненной морфологии (50,0% случаев), в контрольной группе (7 кошек) в анамнезе отсутствовали онкологические заболевания. Результаты. У 36,8% кошек выявлены гистологические изменения органа зрения. Гистологически значимые находки были обнаружены только в радужной оболочке кошек опытной группы и в роговице - контрольной. Наиболее чувствительной из структур глазного яблока в исследовании оказалась радужная оболочка. У 16,7% кошек опытной группы гистологически подтвержден офтальмологический синдром в виде кист радужки глаза, развившийся на фоне онкологических заболеваний. В этиологии экстрабульбарных новообразований в большей степени выявлены лимфомы и меланомы - по 16,7%, саркомы и плоскоклеточный рак - по 8,3% случаев. Наибольшее поражение раком отмечено в органах чувств - 25,0%; молочной железы, лимфоузлов, кишечника и грудной полости - по 16,7% случаев; печени, ротовой полости, мочевого пузыря - 8,3% случаев в выборке. В 21,18% случаев установлены поражения двух и более органов. В 21,1% при гистопатологических исследованиях поставлен или уточнен онкологический диагноз: «меланома», «лимфома». Заключение. Изучение цитоархитектоники и морфофункциональных показателей органа зрения в аспекте развития злокачественных новообразований позволяет не только подтвердить наличие опухоли, но и уточнить ее вариант и индивидуальные характеристики, что определяет схему лечения.
Mixtures of the Biologically Active Substances as Model Systems for Animal Blood Diagnostics
There are numerous biochemical and physical methods for agrobio- and nanomedical sciences. The real-time interfacial tension (RTIT) of various liquids is a powerful analytical method. The main aims of the present work are the following: to study the parameters of the RTIT of the mixtures based on some proteins, lipids, salts as the model systems for animal blood diagnostics. The greatest differences in the RTIT values observed at different concentrations for the aqueous dispersions: albumin: lipid: salt “at the short time of existence of the surface”. The high salt concentrations have some particular effects on RTIT values for these mixtures at all times. The changes in albumin concentration influence all RTIT values, but the changes in lipid concentration have insignificant influence and only “at the long time of existence of the surface”. Such data have high importance both for fundamental studies and for possible applications in animal and human medicine.
Строение, функции и особенности накопления тяжелых металлов и микроэлементов в шерстном покрове собак домашних разных пород
Цель исследования - изучить макроморфологическое строение и специфику кумуляции микроэлементов в шерстном покрове собак домашних разных пород. Задачи: изучить образцы волос собак разных пород по скорости отрастания, провести исследования уровня содержания микроэлементов в биосубстратах. Проведен эксперимент на собаках, находящихся у частных владельцев и обратившихся в ветеринарную клинику г. Москвы. Исследования выполнены на базе ФГБОУ ВО «Российский биотехнологический университет (РОСИБИОТЕХ)» в период с 2022 по 2023 г. на основе комплекса современных биологических, экологических и статистических методов на животных следующих пород: длинношерстные - йоркширский терьер, английский кокер-спаниель, чихуахуа; среднешерстные - аляскинский кли-кай, аляскинский маламут, немецкая овчарка, черный терьер, бернский зенненхунд, австралийская овчарка, метис; короткошерстные - аргентинский дог, французский бульдог, американский стаффордширский терьер, такса. На 75 % шерстный покров собак образован остевыми волосами. Его структура варьируется в зависимости от породы. Наиболее распространена веретенообразная форма стержня волоса. Образованный кератиноцитами чешуйчатый слой не пигментированный. Тип чешуйчатого слоя шерсти собак - бугристый. Кортексный слой составляет 90 % объема волоса и отвечает за его эластичность. Медуллярный слой волоса собаки имеет среднюю толщину - 54,8 %. Диаметр волосяного покрова собак домашних в среднем составил (91,4 ± 11,2) мкм, показатель значительно варьировался при различной толщине волоса и в зависимости от породы собак в пределах от 80 до 115 мкм. Средняя скорость отрастания волоса за месяц составила (10,6 ± 2,4) мм в зависимости от породы собак и длинны шерстного покрова. Анализ содержания микроэлементов в волосах животных раскрыл высокую способность биологических субстратов к аккумуляции элементов. Были разработаны центильные шкалы накопления элементов.
Mineral imbalance and cardiovascular disease in animals of the canine (Canidae) and feline (Felidae) families: a study in Russian zoos
It is important to consider the full spectrum of complex interactions between mineral elements and biologically active substances to evaluate the development of cardiovascular disease (CVD) in animals, in addition to the classical physiological approach. This study aimed to assess changes in mineral element levels in wild and exotic animals in relation to their cardiovascular diseases. A total of 171 animals, including 128 healthy and 43 sick animals from three Russian zoos, were sampled and analyzed. For the first time, species from the canine (nine) and feline (seven) families from Moscow, Ivanovo, and Yaroslavl zoos in the Central Federal District of Russia were selected. A total of 108 samples from canines and 63 samples from feline animals were collected. Mineral element measurements were conducted on 1026 samples via a "Kvant-2A" atomic absorption spectrometer from Russia. Correlation and regression analyses were performed. CVDs were found in 10.1% of the studied animals, with a high percentage of heart muscle pathologies noted (25.8% of all CVDs). Iron (Fe) accumulated in canine and feline fur at approximately 208 and 203 mg/kg, with variations of 72.8% and 80.9%, respectively. A significant decrease in Fe and an increase in cadmium (Cd) during CVD were observed (correlations r = 0.25 and r = 0.16, respectively). The dysregulation of Fe homeostasis, increased absorption, and accumulation of Fe in the reticuloendothelial system are discussed. Finally, the mineral elements absorbed by canine and feline fur can be ranked in descending order: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As.
Bioaccumulation of trace elements in vegetables grown in various anthropogenic conditions
Hazardous compounds accumulate in plants and animals as a result of anthropogenic impact. Trace elements, such as heavy metals, move up in the system of snow - soil - water - plant - animal. When contaminants accumulate in plants that serve as animal feed, they eventually accumulate in the animals that consume the feed because heavy metals usually enter living organisms via digestive tract, i.e., with food. In 2003-2021, we studied fodder plants grown and harvested by urban zoological organizations, e.g., zoos, nature corners, etc. This research covered the Central Federal District represented by the cities of Moscow, Ivanovo, Yaroslavl, and Uglich. The empirical part of the study relied on a combination of modern ecological, biochemical, and statistical methods. A KVANT-2AT atomic absorption spectrometer was used to define the trace elements and their quantities. Broccoli proved to be the most resistant feed vegetable to all the toxic elements in this study. Kohlrabi, sweet potato, and dill had low content of lead and cadmium, while garlic was highly resistant to cadmium and arsenic. Spinach, fennel, potatoes, beets, and bell peppers, which were used as fodder in metropolis conditions, exceeded the maximal permissible concentration of heavy metals. The samples obtained from the Moscow Zoo contained by 1.98 times more zinc, by 1.06 times more copper, and by 89.47 times more lead than average. The samples from Ivanovo accumulated the greatest extent of iron, which exceeded the average level by 3.26 times. The vegetables from Uglich and Ivanovo had the lowest concentration of zinc, which was by 67.86 and 62.70% below the average, respectively. The samples from Yaroslavl contained by 33.08% less copper. In 2003-2021, feed vegetables grown in the Central Federal District had an average increase in zinc, copper, and lead by 1.13, 1.45, and 2.80 times, respectively. The level of iron stayed almost the same throughout 2018-2021, while that of arsenic gradually decreased in concentration. The accumulation level of zinc, copper, iron, and arsenic in feed vegetables appeared to depend on the concentration of their water-soluble metal forms in the soil. Therefore, forage agriculture in urban areas requires constant chemical and toxicological tests to prevent contaminated feed from entering animal diet.
Пути поступления микроэлементов в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus
Урбанизация и антропогенное воздействие на окружающую среду приводит к загрязнению экосистем, в том числе городских, химическими элементами. В биомониторинговых исследованиях окружающей среды птицы являются наиболее подходящим индикатором загрязнения поллютантами. Цель исследования заключалась в изучении путей поступления микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, в организм обыкновенного павлина Pavo cristatus. Исследование проводилось с 2018 по 2022 гг. на микропопуляциях физиологически здоровых особей обыкновенного павлина, содержащихся в трех зоопарках (г. Москва, г. Иваново, г. Ярославль). Объектами исследования являлись перья павлина (n = 33), компоненты рациона питания (n = 303), питьевая вода (n = 94), почва (n = 123) и снег (n = 204). Исследования по определению микроэлементов проводили на атомно- абсорбционном спектрометре КВАНТ-2АТ. Вариабельность концентрации микроэлементов в исследуемой выборке особей составила, %: Zn - 73,9, Cu - 94,3, Fe - 111,6, Pb - 150,0, Cd - 136,88 и As - 203,87. Средние уровни накопления элементов в биосредах убывают в ряду Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. Анализ рационов питания павлинов, организованных на базе зоологических учреждений Москвы, Иваново и Ярославля, показал, что Zn поступает 11,35, 6,60 и 2,50 мг; Cu - 2,29, 0,75 и 0,41 мг; Fe - 55,83, 30,54 и 6,78 мг; Pb - 0,14, 0,18 и 0,01 мг; Cd - 0,02, 0,01 и 0,005 мг; As - 0,04, 0,02 и 0,002 мг соответственно. Если особь полностью съедает весь выданный корм, то ориентировочное общее суточное поступление Zn от дневной нормы потребления элемента составляет 16,7-75,7 %, Cu - от 13,7 до 76,3 %, Fe - от 48,4 до 398,79 %. Pb, Cd и As поступают с рационами в пределах суточной нормы. Основной путь поступления Zn, Cu, Fe в Ярославле и Cd - пероральный, Fe в Москве и Иваново, As и Pb в Москве - ингаляторный. В ходе анализа многомаршрутной и многосредовой экспозиции микроэлементов, в том числе тяжелых металлов, при поступлении в организм птиц было установлено, что уровень концентрации эссенциальных микроэлементов в биосредах определяется их поступлением с пищей. Накопление организмом птиц Fe (в Москве и Иваново) и As (на всех территориях исследования) связано с их поступлением из почвенного покрова, т. к. в депонирующей среде обнаружен высокий уровень содержания данных эссенциальных микроэлементов. Наибольшее воздействие на организм птиц оказывает валовое содержание Pb в почве Москвы и питьевой воде Ярославля и Иваново. Снежный покров оказывал наименьшее воздействие на элементный статус биосред павлинов.
Применение метода центильных шкал для оценки состояния здоровья попугаев
В статье представлены результаты исследований микроэлементного состава перьев диких птиц, содержащихся в условиях зоопарков городов Москвы и Иваново. Целью исследования было изучить содержание некоторых тяжелых металлов и мышьяка у попугаев - представителей подсемейства какаду - Cacatuinae (белый какаду - Cacatua alba и большой желтохохлый какаду - Cacatua galerita ), а также из подсемейства настоящих попугаев Psittacinae - синелобый амазон - Amazona aestiva и скалистый (патагонский) попугай - Cyanoliseus patagonus , и разработать центильные шкалы для оценки состояния здоровья птиц. В 2018-2020 гг. проведены исследования перьев этих птиц на предмет накопления цинка, меди, железа, свинца, кадмия и мышьяка атомно-абсорбционным методом. Приведены данные по особенностям содержания химических элементов у разных видов попугаев. В ходе исследования установлено, что по величине среднего содержания в перьях попугаев исследуемые элементы образуют следующий убывающий ряд: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. У птиц, содержащихся в зоопарках, наблюдается тенденция к снижению доли цинка, меди у 38,4%, увеличению железа и кадмия - у 30,8 и 38,4% особей соответственно. Отклонения в колебании свинца и мышьяка в исследуемой выборке птиц были в равной степени в сторону увеличения и снижения их содержания в биосубстратах у 38,4% особей; 30,8% исследуемых птиц по уровню содержания железа, цинка и кадмия в перьях, 46,1% - по меди, 23,1% - свинцу, 7,7% - по свинцу находятся в преморбитном состоянии «предболезни» и требуют дополнительных обследований. В опахале перьев установлено достоверное увеличение концентрации свинца в бороздках по сравнению со стержнем в 3,98 раза и снижение в 2,83 раза уровня накопления цинка. Выявлена достоверная средняя прямая связь между уровнем Zn и Pb, Zn и Cd, Cu и Pb, Cu и Cd; Fe и As; Cd и As и обратная средняя связь между уровнем Pb и Cd; Pb и As в перьях птиц. Для улучшения микроэлементного статуса попугаев зоологических учреждений необходимо проводить мониторинговые исследования с периодичностью 1 раз в полгода с оценкой уровня химических элементов по центильным шкалам.
Особенности накопления химических элементов в шерсти монгольских песчанок Meriones unguiculatus
Целью исследования было изучить содержание некоторых тяжелых металлов и мышьяка у монгольских песчанок Meriones unguiculatus и разработать центильные шкалы для оценки уровень накопления этих элементов для Центрального Федерального округа. В 2018 - 2020 годах проведены исследования шерсти песчанок на предмет накопления цинка, меди, железа, свинца, кадмия и мышьяка атомно -абсорбционным методом. Приведены данные по особенностям содержания химических элементов у разных полов животных. В ходе исследования установлено, что по величине среднего содержания в шерсти песчанок монгольских исследуемые элементы образуют следующий убывающий ряд: Fe > Zn > Cu > Pb > Cd > As. При изучении особенностей накопления химических элементов разными полами, установлено достоверное увеличение концентрации цинка и железа в шерсти самцов, по сравнению с самками в 1,38 и 3,98 раза соответственно. В отношении кумуляции меди и мышьяка в организме наблюдается обратная тенденция. У самок их концентрация выше в 2,43 и 3,00 раз, соответственно. В исследуемой выборке животных выявлено сниженное содержание цинка и свинца у 11,1 % и 44,4 % соответственно, увеличенное меди и кадмия - у 33,3 % и 55,5 % соответственно. У животных мегаполиса по сравнению со всей выборкой песчанок наблюдается увеличенное содержание меди, свинца и мышьяка, пониженное - эссенциальных элементов (железа и цинка). Шерсть песчанок регионального областного центра характеризуется повышенными концентрациями кадмия и пониженными - меди. У грызунов сельской местности микроэлементы цинка и железа содержатся в наибольших концентрациях, а все токсичные элементы (свинец, кадмий и мышьяк) - в наименьших.
Тяжёлые металлы и микроэлементы в системе «почва – растение – продукт переработки растения»
В России при производстве национальных напитков и продуктов питания используют сырьё растительного происхождения. Многие участки для возделываемых культур расположены вблизи урбанизированных районов, нефтеперерабатывающих и машиностроительных заводов. Исследования посвящены определению тяжёлых металлов в почвах урбанизированных и сельских районов Ярославской области и проведены в 2019-2020 гг. Целью данного исследования является определение содержания некоторых микроэлементов и тяжёлых металлов в почве, ревене и продукте его переработки - квасе, произведённом разными способами (рассматривались 2 технологии: технология с дополнительной операцией «вымачивание стеблей ревеня» и «настаивание стеблей ревеня и дополнительных ингредиентов» и технология с дополнительной операцией «варка стеблей ревеня и дополнительных ингредиентов»). При исследовании загрязнения почвы микроэлементами и тяжёлыми металлами на всех территориях превышения предельно допустимых концентраций не выявлено. Установлено, что по величине среднего содержания в водной вытяжке почвы исследуемые элементы на всех рассмотренных территориях региона образуют следующий убывающий ряд: железо > свинец > цинк > медь > мышьяк > кадмий. Более высокие концентрации цинка, железа, кадмия, свинца и мышьяка выявлены в урбанизированной территории, а меди - в сельской территории. Анализ миграционной способности элементов в системе «почва - растение - продукция растительного происхождения» показал наличие плохой миграционной способности для цинка и железа. Использование растительного сырья, произведённого по технологии органического производства и по разработанной технологии переработки растительного сырья, способствовало наименьшему воздействию на его составные части, увеличению содержания макро- и микроэлементов. При этом содержание токсичных элементов остаётся в пределах действующих нормативных документов. Технология, включающая дополнительную операцию «варка», обеспечила наибольшую экстракцию макро- и микроэлементов из ревеня в квас.
Migration of microelements and heavy metals in the system «soil -plant -plant-basedproducts»
In Russia, raw materials of plant origin are used in the production of national beverages and food products. Many plots for the cultivated crops are located near urbanized areas, oil refineries, and machine-building plants. The research focuses on determining the concentration of heavy metals in soil in urbanized and rural areas. The content and transition of heavy metals to rhubarb and its processed product - kvass produced by various technologies have been identified as well. The purpose of this study is to determine the content of certain trace elements and heavy metals in soil, rhubarb, and its processed product - kvass made in different ways. The level of copper and lead in soil in rural areas has been found to be considerably higher than in the city. The concentration of cadmium and zinc is higher in the urbanized area. In the soils of rural and urbanized areas, the concentration of all the metals studied is sure to be higher than in the background levels. This indicates that soil contamination is caused not only by natural presence of elements but anthropogenic pollution as well. In analysis of transition and character of trace element accumulation in a soil-plant system, there is a strong link between the level of Pb, Cd in the soil and a plant (r = 0.81 and 0.71; respectively). In analysis of transition and character of trace element accumulation in a soil-plant system, there is a strong link between the level of Pb, Cd in the soil and a plant (r = 0.81 and 0.71; respectively). In the course of the study we found a symbateness between the content of trace elements in the soil and rhubarb: a reliable very strong, close to functional, direct link between the level of Zn, Pb and Cu (r = 0.97; 0.90 and 0.67, respectively; at р <0.05). When studying the cross-environments transition of trace elements from soil to plants, a significant direct weak bond was established only for Cu (r = 0.31), Zn (r = 0.33) and Pb (r = 0.35). In the raw material-product system, there is a reliable symbateness between the level of metal in kvass and the concentration in vegetable crops in terms of Zn (r = 0.32), Cu (r = 0.46) and Cd (r = 0.38). No other reliably significant links have been established. Plant material produced according to organic production principles and the processing technology we've developed contribute to both the least impact on its constituent parts and the increased macro- and microelements content, the content of toxic elements remaining within the limits of the existing regulatory documents.