Помощь студентам в учебе
ДИНАМИКА АККУМУЛЯЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ В ЖИРОВОМ ТЕЛЕ МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ
|
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Биология медоносной пчелы, жировое тело 8
1.2. Пчелы, как элемент наземных экосистем 10
1.3. Объекты апимониторинга и показатели загрязнения 13
1.4. Радионуклиды, как приоритетные поллютанты окружающей среды
1.5. Описание продуктов пчеловодства 23
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 29
2.1. Экспертиза на загрязнение природными и техногенными радионуклидами образцов апипродукции 29
2.2. Поиск радиозащитных препаратов 32
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 34
3.1. Характеристика районов исследования 34
3.2. Результаты поиска радиозащитных препаратов из различных классов
химических соединений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8
1.1. Биология медоносной пчелы, жировое тело 8
1.2. Пчелы, как элемент наземных экосистем 10
1.3. Объекты апимониторинга и показатели загрязнения 13
1.4. Радионуклиды, как приоритетные поллютанты окружающей среды
1.5. Описание продуктов пчеловодства 23
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 29
2.1. Экспертиза на загрязнение природными и техногенными радионуклидами образцов апипродукции 29
2.2. Поиск радиозащитных препаратов 32
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 34
3.1. Характеристика районов исследования 34
3.2. Результаты поиска радиозащитных препаратов из различных классов
химических соединений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В последние столетия пчеловодство превратилось в излюбленное занятие миллионов людей, а в наше время и в важную отрасль сельскохозяйственного производства (Родионов, Шабаршов, 1979).
Существенными экологическими проблемами, которые продолжают вносить вклад в деградацию естественных экосистем, являются вырубка лесов, распашка степей, нефтяные разливы, загрязнение водных объектов, атмосферного воздуха, истощение природных ресурсов (Иванов А.В., 1997), изменение климата (Газеев Н.Х., 1996; Петросян В.С., 2005; Черноголовый В.В., 2008; Суворин А.В., 2013).
Решение задач экологического мониторинга требует, с одной стороны, определения факторов, ведущих к наиболее серьезным, долговременным изменениям, а с другой - выявления критических элементов биосферы: как наиболее чувствительных к антропогенному воздействию, так и ключевых, повреждение которых может вести к разрушению экосистем.
Экологическая значимость медоносных пчел определяется их присутствием в самых разнообразных типах биогеоценозов. Пчелы очень широко распространены по всей территории земного шара, занимая различные почвенно-климатические зоны. Естественный ареал медоносной пчелы охватывает Африку, Европу и Ближний Восток. В настоящее время медоносная пчела занимает ареал, включающий обширные территории на всех пяти континентах, в т. ч. Америку и Австралию, куда пчел завезли из Европы. Это связано с развитием сельскохозяйственного производства. Однако расселение пчел стало возможным адаптивному потенциалу вида, что позволило характеризующихся высокой изменчивостью нестабильной продуктивностью кормовой базы (Еськов , 1995, 2007).
Пчелиные продукты - мед, пыльца, воск и прополис, которые широко применяются в медицине и косметике, должны быть особенно экологически чистыми.
В значительной мере широкая экологическая значимость пчел обеспечивается высоким уровнем социальной организации, дифференциации и специализации особей внутри семьи. С нею связано развитие совершенных средств регуляции внутригнездового микроклимата, мобильное использование кормовой базы, а так же их удивительная способность накапливать и хранить в гнезде значительные запасы пищи. Именно поэтому пчелиная семья способна надежно защищаться от неблагоприятных погодных условий, действующих в течение длительных периодов в годовом цикле ее жизни. Этим и отличается медоносная пчела от одиночно живущих видов насекомых. В естественных условиях обитания основное количество кормовых запасов (85 - 90%), необходимых для сохранения семей в осенне-зимний период, пчелы собирают за очень короткий промежуток времени - за 25 - 40 дней. Способность пчел обеспечить за такой короткий срок запасы пищи во многом определяют их выживание, размножение и расселение, обеспечивает сохранение вида в целом.
Социально организованные насекомые преобладают над другими насекомыми планеты - по своей общей биомассе и по численности особей в колониях-семьях. Для осознания ключевой роли медоносных пчел в функционировании наземных биоценозов принципиальное значение имеет рассмотрение их взаимосвязной эволюции с покрытосеменными растениями.
Хотелось бы отметить что, результатом эволюции цветковых растений и насекомых-опылителей стало возникновение симбиотических отношений между ними. Растения обеспечивали насекомых нектаром и пыльцой, а опылители осуществляли перекрестное опыление. В таком гигантском масштабе подобные отношения между двумя важнейшими классами царств флоры и фауны возникли впервые и не имеют аналогов до настоящего времени (Поправке, 1989).
Имеется крайне ограниченное число публикаций по накоплению радионуклидов пчелами (Eldridge, 1982; Haarman, Timoty, 1998; Sim-mons et al., 1990; Porrini et a(l. 2003).
Среди искусственных изотопов особенно важными в экологическом контроле являются радионуклиды, имеющие аналоги среди биогенных элементов и большой период полураспада, в связи с этим интенсивно накапливающиеся в живых организмах. Это, прежде всего, цезий-137 (период полураспада 30 лет) - аналог калия и стронций-90 (период полураспада 29 лет) - аналог кальция.
Данные о содержании других поллютантов в пчелах представлены единичными работами в основном зарубежных авторов: ртути (Toporcak et al. 1992; Zarski et al, 1997), фтора (Mayer et al., 1988; Bromenshenk et al., 1996), мышьяка (Krunic et al., 1989), а значимость анализа поллютантов, содержащихся в объектах окружающей среды, ставит задачи модернизации ряда аналитических методик. В том числе методики качественного и количественного анализа токсичных веществ в воздухе, почве, воде, биотканях, которые должны характеризоваться достоверностью идентификации, высокой селективностью, низким пределом обнаружения. Кроме того, для констатирования фактов об уровнях антропогенного влияния необходимо исследовать и механизм миграции химических элементов в системе «почва-растение-живой организм». Возможность обнаружения и выделения химических элементов во многом обусловлена способом извлечения поллютантов из матрицы и их обработкой до измерения. Наиболее удобной моделью для мониторинга состояния окружающей среды на наш взгляд являются медоносные пчелы. Пчелы чувствуют самые незначительные изменения в природе. Отбор проб пчел и продуктов пчеловодства нетрудоемок. К тому же трофическая цепь медоносных пчел связана с трофической цепью человека. Единственный недостаток - невозможность наблюдения в зимний период - в период отсутствия летной активности пчел. Особую актуальность подобные исследования приобретают в регионах с достаточно развитой инфраструктурой, интенсивной эксплуатацией природных ресурсов.(Назарова Н.П. ,2015)
Существенными экологическими проблемами, которые продолжают вносить вклад в деградацию естественных экосистем, являются вырубка лесов, распашка степей, нефтяные разливы, загрязнение водных объектов, атмосферного воздуха, истощение природных ресурсов (Иванов А.В., 1997), изменение климата (Газеев Н.Х., 1996; Петросян В.С., 2005; Черноголовый В.В., 2008; Суворин А.В., 2013).
Решение задач экологического мониторинга требует, с одной стороны, определения факторов, ведущих к наиболее серьезным, долговременным изменениям, а с другой - выявления критических элементов биосферы: как наиболее чувствительных к антропогенному воздействию, так и ключевых, повреждение которых может вести к разрушению экосистем.
Экологическая значимость медоносных пчел определяется их присутствием в самых разнообразных типах биогеоценозов. Пчелы очень широко распространены по всей территории земного шара, занимая различные почвенно-климатические зоны. Естественный ареал медоносной пчелы охватывает Африку, Европу и Ближний Восток. В настоящее время медоносная пчела занимает ареал, включающий обширные территории на всех пяти континентах, в т. ч. Америку и Австралию, куда пчел завезли из Европы. Это связано с развитием сельскохозяйственного производства. Однако расселение пчел стало возможным адаптивному потенциалу вида, что позволило характеризующихся высокой изменчивостью нестабильной продуктивностью кормовой базы (Еськов , 1995, 2007).
Пчелиные продукты - мед, пыльца, воск и прополис, которые широко применяются в медицине и косметике, должны быть особенно экологически чистыми.
В значительной мере широкая экологическая значимость пчел обеспечивается высоким уровнем социальной организации, дифференциации и специализации особей внутри семьи. С нею связано развитие совершенных средств регуляции внутригнездового микроклимата, мобильное использование кормовой базы, а так же их удивительная способность накапливать и хранить в гнезде значительные запасы пищи. Именно поэтому пчелиная семья способна надежно защищаться от неблагоприятных погодных условий, действующих в течение длительных периодов в годовом цикле ее жизни. Этим и отличается медоносная пчела от одиночно живущих видов насекомых. В естественных условиях обитания основное количество кормовых запасов (85 - 90%), необходимых для сохранения семей в осенне-зимний период, пчелы собирают за очень короткий промежуток времени - за 25 - 40 дней. Способность пчел обеспечить за такой короткий срок запасы пищи во многом определяют их выживание, размножение и расселение, обеспечивает сохранение вида в целом.
Социально организованные насекомые преобладают над другими насекомыми планеты - по своей общей биомассе и по численности особей в колониях-семьях. Для осознания ключевой роли медоносных пчел в функционировании наземных биоценозов принципиальное значение имеет рассмотрение их взаимосвязной эволюции с покрытосеменными растениями.
Хотелось бы отметить что, результатом эволюции цветковых растений и насекомых-опылителей стало возникновение симбиотических отношений между ними. Растения обеспечивали насекомых нектаром и пыльцой, а опылители осуществляли перекрестное опыление. В таком гигантском масштабе подобные отношения между двумя важнейшими классами царств флоры и фауны возникли впервые и не имеют аналогов до настоящего времени (Поправке, 1989).
Имеется крайне ограниченное число публикаций по накоплению радионуклидов пчелами (Eldridge, 1982; Haarman, Timoty, 1998; Sim-mons et al., 1990; Porrini et a(l. 2003).
Среди искусственных изотопов особенно важными в экологическом контроле являются радионуклиды, имеющие аналоги среди биогенных элементов и большой период полураспада, в связи с этим интенсивно накапливающиеся в живых организмах. Это, прежде всего, цезий-137 (период полураспада 30 лет) - аналог калия и стронций-90 (период полураспада 29 лет) - аналог кальция.
Данные о содержании других поллютантов в пчелах представлены единичными работами в основном зарубежных авторов: ртути (Toporcak et al. 1992; Zarski et al, 1997), фтора (Mayer et al., 1988; Bromenshenk et al., 1996), мышьяка (Krunic et al., 1989), а значимость анализа поллютантов, содержащихся в объектах окружающей среды, ставит задачи модернизации ряда аналитических методик. В том числе методики качественного и количественного анализа токсичных веществ в воздухе, почве, воде, биотканях, которые должны характеризоваться достоверностью идентификации, высокой селективностью, низким пределом обнаружения. Кроме того, для констатирования фактов об уровнях антропогенного влияния необходимо исследовать и механизм миграции химических элементов в системе «почва-растение-живой организм». Возможность обнаружения и выделения химических элементов во многом обусловлена способом извлечения поллютантов из матрицы и их обработкой до измерения. Наиболее удобной моделью для мониторинга состояния окружающей среды на наш взгляд являются медоносные пчелы. Пчелы чувствуют самые незначительные изменения в природе. Отбор проб пчел и продуктов пчеловодства нетрудоемок. К тому же трофическая цепь медоносных пчел связана с трофической цепью человека. Единственный недостаток - невозможность наблюдения в зимний период - в период отсутствия летной активности пчел. Особую актуальность подобные исследования приобретают в регионах с достаточно развитой инфраструктурой, интенсивной эксплуатацией природных ресурсов.(Назарова Н.П. ,2015)
В ходе первой части работы, исходя из полученных данных из лаборатории, по содержанию радионуклидов в жировом теле медоносных пчел и апипродуктах был сделан следующий вывод:
Из приложения 1 видно, что перечисленные районы РТ по содержанию цезия в апипродуктах и почве образовывали следующий убывающий ряд: Альметьевский район > Бугульминский район > Лениногорский район > Заинский район > Черемшанский район > Новошешминский район > Чистопольский район> Азнакаевский район.
По содержанию стронция в апипродуктах и почве образовывали следующий убывающий ряд: Альметьевский район > Заинский район > Азнакаевский район >Бугульминский район > Лениногорский район > Черемшанский район > Новошешминский район > Чистопольский район.
Стоит отметить, что самые высокие показатели по содержанию элементов были в Альметьевском районе. Это связанно с тем, что в данном районе сильная техногенная нагрузка. Исходя из полученных результатов и выводов из первой части нашей работы, как уже говорилось ранее, была проведена еще одна работа по изысканию средства противорадиационной защиты.
И результаты проведенных исследований по поиску противорадиационной защиты позволили сделать следующие выводы:
1. Теоретической основой для конструирования лечебно-декорпорирующего монопрепарата является использование белково- полисахаридных и витаминного комплексов растительного происхождения (травяная мука, люцерна), обладающих антиоксидантным и блокирующим накопление радиоцезия в организме действиями.
2. Апипродукты в лечебно-декорпорирующей композиции проявляют антибактериальные, антитоксические, адаптогенные, радиозащитные и метаболизмстимулирующие свойства.
3. Поражение организма ионизирующей радиацией сопровождается иммунопатологией и одним из действенных противорадиационных средств при этом являются гомо- и гетерогенные иммуноглобулины, вполне логичным и оправданным является включение в состав лечебно- декорпорирующего препарата сывороточных и тканевых глобулинов (гистоглобулинов).
4. Установлена возможность комбинации глобулинов с фитопрепаратами (в частности, с «Эра-Н», «Эраконд») и апипрепаратом «Вита-Форце», ведущая к усилению радиозащитной активности глобулина с одновременным снижением расхода данного фармакологического препарата.
5. Установленная принципиальная возможность присоединения глобулинов к минеральному иммуносорбенту - бентониту и получения высоко-чувствительного <диагностического препарата - антительного бентонитового диагностикума (АТБД), и высокоэффективного декорпорирующего средства при инкорпорированном облучении организма радионуклидами, в частности, изотопами цезия.
6. Индукция аддитивного радиозащитного эффекта при сочетании веществ растительного и животного происхождения, а также усиление декорпорирующего эффекта указанных веществ в присутствии природного сорбента из класса монтмориллонитов, является важнейшей основой конструирования лечебно-декорпорирующего монопрепарата для лечения пораженного внешним и внутренним облучением организма.
В результате проведенного анализа механизма действия радиопротекторов различных классов, изучения их совместимости и установления возможности взаимоусиливающего действия при их сочетании, теоретически обоснована возможность и целесообразность конструирования бифункционального композиционного монопрепарата, обладающего лечебно-декорпорирующими свойствами. С учетом имеющихся в литературе единичных данных о получении препаратов, обладающих лечебно- декорпорирующими свойствами, нами получены компоненты фито-, зоо- апипродуктов и минеральных сорбентов, которые в in vitro тест-системе
обладали достаточно высокими радиозащитными и сорбционными свойствами. Учитывая также совместимость отобранных компонентов друг с другом и, в определенных соотношениях компонентов, появления нового качества -бифункциональности, оказывая как радиозащитный, так и сорбционный (декорпорирующий) эффект. Результаты исследований в дальнейшем будут использованы для конструирования композиционного лечебно-декорпорирующего монепрепарата, обладающего бифункциональными свойствами.
Из приложения 1 видно, что перечисленные районы РТ по содержанию цезия в апипродуктах и почве образовывали следующий убывающий ряд: Альметьевский район > Бугульминский район > Лениногорский район > Заинский район > Черемшанский район > Новошешминский район > Чистопольский район> Азнакаевский район.
По содержанию стронция в апипродуктах и почве образовывали следующий убывающий ряд: Альметьевский район > Заинский район > Азнакаевский район >Бугульминский район > Лениногорский район > Черемшанский район > Новошешминский район > Чистопольский район.
Стоит отметить, что самые высокие показатели по содержанию элементов были в Альметьевском районе. Это связанно с тем, что в данном районе сильная техногенная нагрузка. Исходя из полученных результатов и выводов из первой части нашей работы, как уже говорилось ранее, была проведена еще одна работа по изысканию средства противорадиационной защиты.
И результаты проведенных исследований по поиску противорадиационной защиты позволили сделать следующие выводы:
1. Теоретической основой для конструирования лечебно-декорпорирующего монопрепарата является использование белково- полисахаридных и витаминного комплексов растительного происхождения (травяная мука, люцерна), обладающих антиоксидантным и блокирующим накопление радиоцезия в организме действиями.
2. Апипродукты в лечебно-декорпорирующей композиции проявляют антибактериальные, антитоксические, адаптогенные, радиозащитные и метаболизмстимулирующие свойства.
3. Поражение организма ионизирующей радиацией сопровождается иммунопатологией и одним из действенных противорадиационных средств при этом являются гомо- и гетерогенные иммуноглобулины, вполне логичным и оправданным является включение в состав лечебно- декорпорирующего препарата сывороточных и тканевых глобулинов (гистоглобулинов).
4. Установлена возможность комбинации глобулинов с фитопрепаратами (в частности, с «Эра-Н», «Эраконд») и апипрепаратом «Вита-Форце», ведущая к усилению радиозащитной активности глобулина с одновременным снижением расхода данного фармакологического препарата.
5. Установленная принципиальная возможность присоединения глобулинов к минеральному иммуносорбенту - бентониту и получения высоко-чувствительного <диагностического препарата - антительного бентонитового диагностикума (АТБД), и высокоэффективного декорпорирующего средства при инкорпорированном облучении организма радионуклидами, в частности, изотопами цезия.
6. Индукция аддитивного радиозащитного эффекта при сочетании веществ растительного и животного происхождения, а также усиление декорпорирующего эффекта указанных веществ в присутствии природного сорбента из класса монтмориллонитов, является важнейшей основой конструирования лечебно-декорпорирующего монопрепарата для лечения пораженного внешним и внутренним облучением организма.
В результате проведенного анализа механизма действия радиопротекторов различных классов, изучения их совместимости и установления возможности взаимоусиливающего действия при их сочетании, теоретически обоснована возможность и целесообразность конструирования бифункционального композиционного монопрепарата, обладающего лечебно-декорпорирующими свойствами. С учетом имеющихся в литературе единичных данных о получении препаратов, обладающих лечебно- декорпорирующими свойствами, нами получены компоненты фито-, зоо- апипродуктов и минеральных сорбентов, которые в in vitro тест-системе
обладали достаточно высокими радиозащитными и сорбционными свойствами. Учитывая также совместимость отобранных компонентов друг с другом и, в определенных соотношениях компонентов, появления нового качества -бифункциональности, оказывая как радиозащитный, так и сорбционный (декорпорирующий) эффект. Результаты исследований в дальнейшем будут использованы для конструирования композиционного лечебно-декорпорирующего монепрепарата, обладающего бифункциональными свойствами.