CC BY
34УДК 636:084:635:65 DOI 10.33632/1998-698Х.2021-6-27-34
ВЛИЯНИЕ КОРМА С СОДЕРЖАНИЕМ ТРАНСГЕННОЙ СОИ НА РЕПРОДУКТИВНУЮ ФУНКЦИЮ БЕЛЫХ КРЫС
Закирова Г.Ш., ГубееваЕ.Г., Кадиков И.Р., Галяутдинова Г.Г., Халикова К.Ф.
ФГБНУ«Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г. Казань, 420075, Научный городок-2, e-mail: [email protected].
Корма из трансгенных культурных растений всегда являлись горячей темой для обсуждения. Обосновывается это в большей степени неоднозначностью и противоречивостью исследований и публикаций. Предыдущие исследования на первом и втором поколениях белых крыс не выявили негативного воздействия трансгенной сои (линия 40-3-2 устойчивые к глифосату, производство «Monsanto company») на организм животных. Поэтому целью данной работы явилось изучение влияния кормов с содержанием трансгенной сои на белых крысах в третьем поколении на репродуктивную функцию. Материалами для исследования явились белые крысы линии Wistar. Животные были разделены на две подопытные группы. Первая (контрольная) группа животных (самки и самцы) получала обычный комбикорм. Второй (опытной) группе крыс (самки и самцы) вскармливали комбикорм с включением шрота из трансгенной сои. Животные были на данных рационах 30 суток до скрещивания, во время скрещивания, беременности, вскармливания детенышей в течение 30 суток. У белых крыс третьего поколения, которым скармливали трансгенную сою и обычный комбикорм, видимых изменений костного скелета не наблюдалось, общее количество позвонков было в пределах нормы. Развитие крысят обеих групп третьего поколения между собой не отличалось. Отлипание ушной раковины, как в контрольной, так, и в опытной группах, происходило на 3 сут; появление первичного волосяного покрова на 4 сут; прорезывание резцов на 9 сут; открытие глаз на 13 сут развития. Опускание семенников и открытие влагалища у крысят контрольной группы отмечалось на 26 и 33 сут, в опытной - на 26 и 33,00 сут, соответственно. В ходе изучения гистологических препаратов подопытных животных, получавших трансгенную сою в третьем поколении, каких-либо отличий структуры почек, сердца, легких, селезенки, пищевода, желудка, матки, яичников и печени не было выявлено.
Ключевые слова: трансгенная соя, белые крысы, репродуктивная функция, гистология, третье поколение.
Введение. По прогнозам ученых рост народонаселения Земли должно достичь к 2050 году 9-11 млрд. человек, поэтому создалась необходимость удвоения мирового производства сельскохозяйственной продукции, что невозможно без применения трансгенных растений, создание которых увеличивает урожайность, удешевляет продукты питания [610]. Генетически модифицированные продукты стали одним из достижений биологии ХХ в. Сейчас 90 % экспорта трансгенных пищевых продуктов составляют кукуруза и соя. Проблема актуальна, поскольку в ней экономические интересы многих стран приходят в
противоречие с основными пра-вами человека
[3, 4].
В ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» были проведены исследования по изучению воздействия геномодифицированной сои на организм белых крыс первого и второго поколения, где не было выявлено каких-либо отклонений в развитии и росте животных [2]. Поэтому были продолжены исследования на последующих поколениях белых крыс.
Материалы и методы. Работа выполнялась в ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ» (г. Казань). Исследования были выполнены согласно «Методическим рекомендациям по изучению репродуктивной токсичности лекарственных
средств» и «Медикобиологичес-кой оценкой безопасности генно-инженерномодифици-ро-ванных организмов растителного происхождения с комбинированными признаками» [1, 5]. Для этого было сформировано 2 подопытные группы белых крыс линии Wistar. Контрольная группа (самцы и самки) ежедневно получала стандартный комбикорм ПК - 120; опытная - основной рацион и шрот из трансгенной сои (линия 40-3-2 устойчивые к глифо-сату, производство «Monsanto company»). На протяжении всего опыта животные находились на этих рационах.
Гистосрезы получали с помощью арочного микротома, окраску проводили гематок-
Исследования по изучению анатомического строения плодов третьего поколения белых крыс проводили по методу Доусона. Общее число позвонков в контрольной группе составило (32,00±0,22), из них шейных позвонков - (7,00±0,00), грудных - (13,00±0,00), поясничных - (6,00±0,00), кресс-тцовых - (3,60± 0,17), хвостовых - (2,40±0,23), костей грудины - (6,00±0,00), ребер справа и слева по (13,00± 0,00), пястных костей справа и слева по (4,00± 0,00), плюсневых костей справа и слева (4,00± 0,00). В опытной же группе общее число позвонков составило (33,60±0,17), из них шейных позвонков - (7,00±0,00), грудных - (13,00± 0,00), поясничных - (6,00±0,00), крестцовых -(4,20±0,14), хвостовых - (3,40±0,17), костей грудины - (6,00±0,00), ре-бер справа и слева по (13,00±0,00), пястных костей справа и слева по (4,00±0,00), плюсневых костей справа и слева (4,00±0,00). Таким образом, у белых крыс третьего поколения, которым скарм-
силином Эрлиха, эозином водным, объектив х20. Микрофотосъемку проводили с помощью микроскопа Leica DM 1000 с цифровой камерой Leica DFC 320 (Германия).
Результаты исследований. При исследовании плодов животных по методу Вильсона в контрольной и опытной группы (таблица) не было выявлено пред- и постэмбриональной смертности, отставание в росте и развитии плодов, наружных аномалий скелета и внутренних органов эмбрионов. Эмбриотоксичес-кие свойства исследуемого корма представлена в таблице 1.
ливали трансгенную сою и обычный комбикорм, видимых изменений костного скелета не наблюдалось по сравнению с контрольной группой, общее количество позвонков было в пределах нормы.
При исследовании выявлено, что на 10 пометов в контрольной группе родился 91 крысят, в опытной - 96, из них самок - 48 и самцов 43 в контроле, и в опытной - 50 и 46 особей, соответственно. Живая масса крысят в контрольной группе на 3 сут составило (7,90± 0,21), на 13 сут (25,40±0,78), на 21 сут (40,65± 1,36), на 28 сут (65,19±1,59), в опытной группе - на 3 сут (7,88±0,14), на 13 сут (23,96±0,88), на 21 сут (38,67±0,84), на 28 сут (65,89±1,33), соответственно. Развитие крысят обеих групп между собой не отличалось. Отлипание ушной раковины, как в контрольной, так, и в опытной группах, происходило на 3 сут; появление первичного волосяного покрова на 4 сут; прорезывание резцов на 9 сут; открытие глаз на 13 сут развития. Опускание семенников и отк-
Таблица 1- Эмбриотоксические свойства геномодифицированной сои на животных
Наименование показателя Группа контроля Опытная группа
Самки, гол 10 10
Всего плодов на помёт, гол 9,20±0,42 9,40±0,52
Вес эмбрионов, г 2,22±0,05 2,51±0,06
Всего жёлтых тел на помёт 9,7±0,32 9,8±0,23
Всего мест имплантации на помёт 9,40±0,41 9,62±0,41
Всего мест резорбции, /% 0,21±0,10 0,26±0,11
Смертность предимплантационная,% 3,13±0,08 2,06±0,03
Смертность постимплантационная, % 2,12±1,0 2,08±1,03
Смертность общая эмбриональная,% 5,15±1,09 4,08±1,08
Осмотр плодов внешний 92 94
Всего с аномалиями, /% 0/0 0/0
Внутренние органы, гол 31 32
Всего с аномалиями, /% 0 0
Костный скелет, гол 61 62
рытие влагалища у крысят контрольной группы отмечалось на 26 и 33 сут, в опытной - на 26 и 33,00 сут, соответственно.
Далее были проведены сравнительные исследования гистоструктуры органов исследуемых животных (рисунки 1-16). Легкое самки крысы (рисунок 1) опыт-ной группы, получавшей трансгенную сою, имело следующее строение. Кровенаполнение
сосудов было неравномерным, определялись терминальные бронхи и бронхиолы, просветы которых были свободные, в некоторых имелись эритроциты, в срезах альвеолы были расширены с преимущественно свободными просветами.
В срезах легких крысы самки контрольной группы (рисунок 2), просветы бронхов были свободными и расширенными.
Рисунок 1 - Легкое крысы (самка), опытная Рисунок 2- Легкое крысы (самка), контрольная
группа.
группа.
Слизистый слой представлял многорядный цилиндрический реснитчатый эпителий, расположенный на базальной мембране. Ядра эпителия базофильные, чуть вытянутые.
Рисунок 3- Сердце крысы (самка) опытная группа.
За базальной мембраной определяется тонкий мышечный слой и далее -соединительная ткань. Альвеолы имели свободные просветы, и были расширены.
Рисунок 4 -Сердце крысы (самка), контрольная группа.
В сердце самки крысы опытной группы (рисунок 3) артерии были малокровные, вены и капилляры неравномерно заполнены эритроцитами и гомогенными эозинофильными массами. Кардиомиоциты располагались как в продольном, так и в поперечном направлениях.
В срезах сердца крысы самки контрольной группы (рисунок 4) сосуды были неравномерно расширены и кровенаполнены. Вокруг сосудов определяли тонкие волокна соединительной ткани. Цитоплазма кардиоми-оцитов эозинофильная, ядра базофильные. Видны крупные клетки проводящей системы.
ЖУРНАЛ ДЛЯ ПРОФЕССИ
В печеночной ткани опытной группы крысы (рисунок 5) наблюдалось неравномерное кровенаполнение с очаговым полнокровием синусоидов, деление на дольки было не выражено, гепатоциты располагались без строгой ориентации на балки, некоторые имели неравномерное окрашивание цитоплазмы. Гепатоциты без ядер встречались несколько чаще и располагались преимущественно у центральных вен. У самки крысы контрольной группы (рисунок 6) строение долек было нечеткое, балочные структуры 1В ОТ ПРОФЕССИОНАЛОВ
слабо выражены. Междольковые вены имели вытянутые просветы в некоторых из них
Рисунок 5 - Печень крысы (самка) опытная группа.
содержались эритромассы. Центролобулярные вены тонкие, расширенные, в просветах отмечались эритромассы. Ядра гепатоцитов базо-фильные. В цитоплазме гепатоцитов имелись просветления.
В гистосрезе почки крысы самки опытной группы (рисунок 7) определялись корковый и мозговой слои. Строение клубочков канальцев были без особенностей. Клубочки располагались в корковом слое, состояли из капилляров и мезангиальных
Рисунок 7- Почка крысы (самка), опытная группа.
Структура их четкая, капилляры малокровные, мезангиаль-ные клетки без особенностей. Между наруж-ной и внутренней капсулами имелось тонкое свободное пространство. Клетки эпителия из-витых канальцев имели эозинофильно окра-шенную цитоплазму, базофильные ядра и еди-ничные клетки без ядер. Собирательные тру-бочки имели более широкие просветы. Эпителий, их выстилающий был ниже, чем в извитых канальцах.
В срезе желудка крысы самки опытной группы (рисунок 9) наблюдалось умеренное
Рисунок 6 - Печень крысы (самка), контрольная группа.
клеток, переплетались в виде петель, капилляры были покрыты базальной мембраной. Просветы капсул клубочков были свободные. Эпителий канальцев коры был эозинофильно окрашен с базофильными ядрами, собирательные трубочки имели светлый эпителий и свободные просветы.
В срезе почки крысы самки контрольной группы (рисунок 8) определялись как мозговой, так и корковый слои. В корковом слое расположены клубочки.
Рисунок 8- Почка крысы (самка), контрольная группа.
кровенаполнение, строение слизистой оболочки было без особенностей. Мышечный и подслизистый слои также были без особенностей.
В гистосрезе стенки желудка крысы самки контрольной группы (рисунок 10) слизистый слой содержал железы с ямками. Слизистый слой покрыт цилиндрическим эпителием. Железы стенки желудка простые трубчатые, представлены преимущественно обкла-дочными клетками. В базальной части можно увидеть зимогенные клетки.
Рисунок 9- Стенка желудка крысы (самка), опытная группа.
В препаратах селезенки крысы самки опытной группы (рисунок 11) кровенаполнение преимущественно сниженное, в красной пульпе видны трабекулы в некоторых местах. В белой пульпе определялись лимфоидные клетки. У крыс контрольной группы (рисунок 12) в селезенке
Рисунок 11 - Селезенка крысы (самка), опытная группа.
В срезах тонкого кишечника крысы самки опытной группы (рисунок 13), получавших трансгенную сою, чаще встречались секреторные клетки, заполненные эозино-фильным или слабо базофильно окрашенным содержимым, и то, что некоторые секреторные клетки были большего размера, чем в других группах.
Стенка тонкой кишки крысы самки контрольной группы, представленной на рисунке 14, ворсины представляют собой пальцевидные выросты, направленные в просвет кишки, в срезах ориентированные преимущественно продольно. В их основе лежит собственная пластинка слизистой. В толще слизистой расположены крипты.
Рисунок 10- Стенка желудка крысы (самка), контрольная группа.
хорошо видны трабекулы в форме тяжей соединительной ткани. Красная пульпа заполнена эритромассами. В белой пульпе скопления лимфатических клеток, расположенных около сосудов. Сформированы структуры по типу лимфатических фолликул.
Рисунок 12 - Селезенка крысы (самка), контрольная группа.
Определяется мышечная пластинка, состоящая из ориентированных по-разному слоев. Строение яичника в обеих группах (рисунки 15-16) не отличались между собой.
Заключение. Таким образом, по результатам эмбриотоксического исследования животных на корма с трансгенной соей линии 40-3-2, устойчивых к глифосату, не выявлены изменения на антенатальное и постнатальное развитии белых крыс третьего поколения. В гистосрезах почек, сердца, легких, селезенки, пищевода, желудка, яичников, печени подопытных групп животных, получавших трансгенную сою и обычный рацион в третьем поколении, каких-либо изменений структур не было выявлено.
Рисунок 13 -Тонкий кишечник крысы (самка), опытная группа.
Рисунок 14 -Тонкий кишечник крысы (самка), контрольная группа.
Рисунок 15 - Яичник крысы (самка), опытная группа.
Рисунок 16 -контрольная группа
Яичник крысы (самка),
Литература.
1. Глик, Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. / Б. Глик, Дж. Пастернак // Пер. с англ. М.: Мир. - 2002.- 589 с.
2. Закирова, Г.Ш. Влияние рационов с содержанием генетически модифицированной сои на организм животных / Г.Ш. Закирова, К.Х. Папуниди, И.Р. Кадиков, Э.И. Семенов // Ветеринарный врач. - 2019. - №.2 - С. 37-43.
3. Кузнецов, В.В. Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность / В.В Кузнецов, А.М. Куликов, И.А. Митрохин, В.Д. Цыдендамбаев // Федеральный вестник экологического права. - 2004. - № 10. - С.1-64.
4. Миронов, А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / А.Н. Миронов // Часть первая. - М.: Гриф и К, 2012. - С. 80-93.
5. Тышко, Н.В. Медико-биологическая оценка безопасности генно-инженерно-модифицированных организмов растительного происхождения с комбинированными признаками: Методические указания / Н.В. Тышко, Э.О. Садыкова, А.К. Голомидова // — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2016.—30 с.
6. Federation of Animal Science Societies. 2005. Are the milk, meat and eggs of livestock fed biotech crops safe to eat? FASS website, http://www.fass.org/geneticcrops.pdf.
7. Federation of Animal Science Societies. 2005. References: Feeding transgenic crops to livestock.FASSwebsite,http://www.fass.org/references/Feeding_Transgenic_Crops_to_Livestock.htm.
8. Flachowsky, G., A. Chesson, and K. Aulrich. 2005. Animal nutrition with feeds from genetically modified plants. Archives of Animal Nutrition 59:1-40.
9. USDA Economic Research Service. 2005. USDA ERS Briefing Room website, "Adoption of Genetically Engineered Crops in the U.S., http://www.ers.usda.gov/data-products/adoption-of-genetically-engineered-crops-in-the-us.aspx#.U4XSklVdXbg.
10. USDA National Organic Program website http://www.ams.usda.gov/AMSvL0/nop.
EFFECT OF FEED CONTAINING TRANSGENIC SOY ON REPRODUCTIVE
FUNCTION OF WHITE RATS
Zakirova G.Sh., GubeevaE.G., KadikovI.R., Galyautdinova G.G., KhalikovaK.F.
FGBNU «Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety», Kazan, 420075, Scientific town-2, (e-mail:[email protected]).
Feed from transgenic cultivated plants has always been a hot topic for discussion. This is justified to a greater extent by the ambiguity and inconsistency of research and publications. Previous studies on the first and second generations of white rats have not revealed a negative effect of transgenic soy (line 40-3-2 resistant to glyphosate, manufactured by Monsanto company) on the animal body. Therefore, the purpose of this work was to study the effect of feeds containing transgenic soy on white rats in the third generation on reproductive function. The materials for the study were white rats of the Wistar line. The animals were divided into two experimental groups. The first (control) group of animals (females and males) received ordinary compoundfeed. The second (experimental) group of rats (females and males) were fed compound feed with the inclusion of meal from transgenic soy. The animals were on these diets for 30 days before crossing, during crossing, pregnancy, and feeding the cubs for 30 days. In white rats of the third generation, which were fed transgenic soy and conventional compound feed, there were no visible changes in the bone skeleton, the total number of vertebrae was within normal limits. The development of the rats of both groups of the third generation did not differ from each other. The detachment of the auricle, both in the control and in the experimental groups, occurred on day 3; the appearance of primary hair on day 4; the eruption of incisors on day 9; the opening of the eyes on day 13 of development. Lowering of the testes and opening of the vagina in the control group of rats was noted on 26 and 33 days, in the experimental group - on 26 and 33.00 days, respectively. During the study of histological preparations of experimental animals treated with transgenic soy in the third generation, no differences in the structure of the kidneys, heart, lungs, spleen, esophagus, stomach, uterus, ovaries and liver were revealed.
Keywords: transgenic soy, white rats, reproductive function, histology, third generation.
References.
1. Glick, B. Molecular biotechnology. Principles and application / B. Glick, J. Pasternak // Per. s engl. M.: Mir. - 2002. - 589 p.
2. Zakirova, G.Sh. The effect of diets containing genetically modified soy on the animal body / G. Sh. Zakirova, K.H. Papunidi, I.R. Kadikov, E.I. Semenov // Veterinary doctor. - 2019. - №. 2. -p. 37 -43.
3. Kuznetsov, V.V., "Genetically modified organisms and Biological safety"/ V.V. Kuznetsov, A.M. Kulikov, I.A. Mitrokhin, V.D. Tsydendambayev// Federal Bulletin of Environmental Law. - 2004. - No. 10. - p. 1-64.
4. Mironov, A.N. Guidelines for conducting preclinical studies of medicines / A.N. Mironov // Part one. Moscow: Grif i K. - 2012. - p. 80-93.
5. Tyshko, N.V. Medico-biological safety assessment of genetically engineered modified organisms of plant origin with combined signs: Methodological guidelines / N.V. Tyshko, E.O. Sadykova, A.K. Golomidova, et al. // Moscow: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor, 2016. -30 p.
6. Federation of Animal Science Societies. 2005. Are the milk, meat and eggs of livestock fed biotech crops safe to eat? FASS website, http://www.fass.org/geneticcrops.pdf.
7.Federation of Animal Science Societies. 2005. References: Feeding transgenic crops to livestock. FASS website, http://www.fass.org/references/Feeding_Transgenic_Crops_to_Livestock.htm.
8. Flachowsky, G.A. Chesson, and K. Aulrich. 2005. Animal nutrition with feeds from genetically modified plants. Archives of Animal Nutrition 59:1-40.
9. USDA Economic Research Service. 2005. USDA ERS Briefing Room website, "Adoption of Genetically Engineered Crops in the U.S., http://www.ers.usda.gov/data-products/adoption-of-genetically-engineered-crops-in-the-us.aspx#.U4XSklVdXbg.
10. USDA National Organic Program website http://www.ams.usda.gov/AMSvL0/nop.
