Сравнительная патоморфология, вопросы патогенеза и диагностика токсикозов и некоторых инфекционных болезней рыб

Актуальность проблемы. Рыбохозяйственный комплекс России традиционно занимает одно из ведущих мест в мире по объёму добычи рыбы, а также уровню развития аквакультуры в естественных водоёмах и рыбоводных хозяйствах различного типа. Однако, его дальнейшему прогрессу препятствует не только ряд экономических и организационно-хозяйственных трудностей, но и продолжающееся антропогенное воздействие на природные экосистемы и процессы культивирования гидробионтов в искусственных водоёмах, что неизбежно ведёт к ухудшению в них эколого-токсикологической и эпизоотической ситуации за счёт загрязнения водоёмов сточными водами различных предприятий, появлению новых или изменения форм проявления известных болезней рыб (Б.Н.Ласкорин, В. И. Лукьяненко, 1991; В. В. Метелёв, 1991; Н. А. Яременко, А. Н. Мачнев, 2000; Ю. А. Стрелков, 2000; И. С. Щелкунов, 2000). Особенно это касается таких распространённых болезней, как аэромонозы и псевдомонозы карповых, которые в большинстве рыбхозов возникают на фоне повышенного загрязнения токсическими веществами и влияния интенсификационных мероприятий (А.И. Денисов, 1991; Н. Ю. Евтушенко и др., 1991). В некоторых длительно неблагополучных по инфекционным болезням рыб регионах отмечаются смешанные формы аэромоноза карпов и хронического токсикоза пестицидами (Е.В.Шестаковская и др., 1997; Г. М. Хотева, 1998; А. В. Казарникова, 2001). Из вирусных болезней в российской аквакультуре наиболее распространена весенняя виремия карпов, существует опасность заноса вирусных инфекций лососёвых (Г.Ф.Коромыслов, М. Н. Борисова, 2000; И. С. Щелкунов и др., 2000).

Анализ данных литературы по общей сравнительной патологии и, в частности, патоморфологии при инфекционных болезнях и токсикозах рыб показывает, что она изучена значительно слабее, чем у высших позвоночных животных и человека. Патологоморфологические исследования при разных формах патологии рыб носили и носят до сих пор в основном описательный и прикладной характер, не позволяющий проводить углублённый анализ этиопатогенеза и обоснование методов клинико-морфологической диагностики разных групп болезней. К началу наших исследований практически не была изучена патоморфология при псевдомонозе и весенней виремии карпов, ощущался недостаток сведений о патоморфологии и особенностях механизма действия на рыб пестицидов, широко применяемых для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Это послужило основанием для проведения названных работ в рамках комплексных государственных и отраслевых программ по изучению инфекционных болезней и токсикозов рыб пестицидами, выполняемых во ВНИЭВ, МГАВМиБ и других научно-исследовательских учреждениях.

Цель и задачи исследований. Цель исследований — сравнительное изучение патоморфологии и патоморфогенеза при некоторых малоизвестных вирусных и бактериальных болезнях и токсикозах рыб пестицидами, а также разработка научно-обоснованных методов их патоморфологической диагностики.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

— определить параметры токсичности наиболее распространённых хлорорганических и фосфорорганических пестицидов для разных видов рыб;

— изучить клинико-морфологическую картину и некоторые вопросы патогенеза при острых и хронических отравлениях;

— выявить основные патоморфологические изменения в органах при малоизученных вирусных и бактериальных болезнях (весенней виремии и псевдомонозе) карповых и раскрыть некоторые стороны их патогенеза;

— уточнить особенности клинико-морфологического проявления вирусной геморрагической септицемии форели, выращиваемой в солоноватой воде, а также аэромоноза карпов в условиях тепловодной аквакультуры;

— выявить типичные клинико-морфологические синдромы и разработать критерии диагностики, в том числе дифференциальной, токсикозов рыб пестицидами, вирусных и бактериальных болезней;

— обобщить и оценить полученные результаты с позиций общей сравнительной патологии рыб как низших позвоночных животных.

На защиту диссертации выносятся следующие положения.

1) Общие закономерности, особенности развития и морфологического проявления патологических процессов при токсикозах рыб хлори фосфорорганическими пестицидами.

2) Особенности развития и морфологического проявления инфекционного процесса при вирусных и бактериальных болезнях рыб.

3) Типичные клинико-морфологические синдромы при вирусных, бактериальных болезнях и токсикозах рыб пестицидами.

4) Общие принципы и патоморфологические критерии диагностики изученных инфекционных болезней и токсикозов рыб.

Научная новизна работы. Впервые дана наиболее полная характеристика клинико-морфологической картины при отравлениях рыб хлор — и фосфорорганическими пестицидами, весенней виремии и псевдомонозе карповых, сформулированы базовые концепции их патогенеза, объясняющие сущность и специфику обнаруженных морфофункциональных нарушений у рыб.

Установлено, что патологические процессы при изучнных токсикозах и инфекционных болезнях рыб протекают в целом по тем же закономерностям и базируются на сходных патогенетических механизмах, что и у высших позвоночных животных. Однако, в их клинико-морфологическом проявлении выявлены существенные отличия, связанные с более низким уровнем систематического положения и анатомо-физиологическими особенностями организма рыб.

При токсикозах рыб ХОС и ФСК! ведущее место занимают нервно-паралитический синдром, гемодинамические, дистрофические и некротические изменения в разных отделах нервной системы, печени, почках, жабрах, а местнораздражающее действие и воспалительные процессы практически не выражены. Хлорорганические соединения вызывают более тяжёлые и разнообразные морфофункциональные повреждения, что подтверждает данные об их высокой токсичности для рыб. Преимущественное поражение нейронов головного мозга указывает на центральное происхождение нервно-паралитического синдрома. При интоксикации рыб ФОС он обусловлен морфофункциональными нарушениями в центральной и периферической (холинэргической) нервной системе, которые по нашим гистохимическим данным проявляются угнетением активности холинэстеразы в нервно-мышечных синапсах в сочетании с деструктивными изменениями синапсов и нейронов головного мозга.

При вирусных болезнях — ВВК и ВГС форели выявлены общие закономерности развития инфекционного процесса, обусловленные пантропным цитолитическим действием вирусов на клетки гемопоэтической и печеночной ткани, эпителий мочевых канальцев и сосудистые стенки. Для обеих инфекций характерно фибриноидное набухание сосудистых стенок и гиалиново-капельная дистрофия нефроцитов и некротический нефроз, вирусный гепатит. При остром течении ВГС форели подтверждено наличие вирусных телец-включений в цитоплазме гепатоцитов, а при хроническом — впервые обнаружен склероз и инкапсуляция поствоспалительных некрозов и регенерация печеночной ткани.

На основе сравнительного изучения псевдомоноза и аэромоноза установлено, что при остром течении они проявляются практически одинаково в форме бактериальной септицемии. При подостром и хроническом течении, свойственном аэромонозу, острые воспалительные процессы постепенно ослабевают и переходят в продуктивную фазу — язвенную форму болезни.

Полученные данные об иммунодепрессивном действии полихлоркамфена указывают на необходимость учета токсикологических факторов при оценке эпизоотической ситуации по инфекционным болезням рыб.

Теоретическая и практическая ценность работы. Теоретическая ценность работы определяется, с одной стороны, тем, что полученные результаты комплексных научно-производственных и экспериментальных исследований по патоморфологии и патогенезу токсикозов и инфекционных болезней существенно дополняют представления об особенностях проявления химической и инфекционной патологии, а с другой — вносят определённый вклад в общую сравнительно-эволюционную патологию рыб как низших позвоночных животных.

Выявленные и обоснованные клинико-морфологические синдромы, а также некоторые специфические признаки при изученных токсикозах и инфекционных болезнях рыб позволили детализировать и усовершенствовать их групповую, индивидуальную и дифференциальную диагностику.

Отработанные методические подходы реализуются при установлении предельно допустимых концентраций вредных веществ, поступающих в рыбохозяйственные водоёмы, а также оценки токсико динамики химиотерапевтических средств.

Сформулированные нами положения об особенностях развития и проявления патологических процессов у рыб могут служить теоретической базой при решении практических задач по уточнению нозологии, расшифровке патогенеза, усовершенствованию диагностики и профилактики других болезней и токсикозов рыб.

Внедрение. Результаты выполненных исследований использованы при разработке и составлении нормативных документов (методических указаний, инструкций и рекомендаций), утверждённых ГУВ МСХ СССР, часть из которых с дополнениями и изменениями затем переутверждена Департаментом ветеринарии МСХ РФ (1998;1999г.г.), их перечень представлен в разделе «Практические предложения».

Материалы исследований внедрены в учебный процесс вузов, факультетов повышения квалификации ветеринарных врачей и включены в следующие справочные и учебные издания по болезням рыб: Справочник по болезням рыб: Водная токсикология. Под ред. В. С. Осетрова. — М.: «Колос», 1978; Болезни рыб. Справочник: «Отравления рыб». Под ред.В. С. Осетрова. 2-е издание. — М.: «Агропромиздат», 1989; Болезни рыб и основы рыбоводства: Учебник для вузов. — М.: «Колос»,. 1999; Профилактика отравлений рыб. Технико-пропагандистский кинофильм. — М.: Центрнаучфильм, 1983 .-2ч.

Материалы по диагностике отравлений рыб ФОС демонстрировались на ВДНХ СССР и отмечены бронзовой медалью (1978, удостоверение N54299).

I. Обзор литературы.

IV. Выводы.

1. В экспериментальных условиях определены основные токсикометрические параметры и выявлены особенности механизма действия на организм рыб трёх хлорорганических и шести фосфорорганических пестицидов. Хлорорганические соединения полихлоркамфен и полидофен относятся к группе особотоксичных, кельтан — высокотоксичных веществ, обладают материальной кумуляцией и наиболее опасны как загрязнители рыбохозяйственных водоемов. Фосфорорганические ядохимикаты менее токсичны для рыб и относятся к разным группам: фозалон и фталофос — к высокотоксичнымгардона, метилнитрофос и фосфамид — среднетоксичным и трихлорметафос-3 -малотоксичным веществам, обладающим в основном функциональной кумуляцией.

2. Результатами клинических наблюдений и патоморфологических исследований показано, что хлорорганические соединения оказывают на рыб, как и на высших позвоночных животных, политропное, преимущественно нейротоксическое и гепатотоксическое, а фосфорорганическиеантихолинэстеразное действие. При отравлении рыб пестицидами обеих групп выявлены как общие признаки, так и существенные различия, связанные с особенностями их химической структуры и механизма действия. В клинической симптоматике отравлений ведущее место занимает нервно-паралитический синдром, а в комплексе патоморфологических нарушенийгемодинамические расстройства, дистрофические и некротические изменения в разных органах. Они обусловлены не только избирательным действием токсикантов на органы-мишени, но и гипоксией, свойственной этим интоксикациям.

3. При отравлениях рыб полихлоркамфеном, полидофеном и кельтаном на фоне застойной гиперемии и гемостаза установлены однотипные дистрофические и некротические изменения: в жабрах — токсический отек, гипертрофия, дистрофия и очаговая десквамация респираторного эпителияв печени — снижение гликогена, белковая дистрофия, дессиминированный и очаговый колликвационный некрозв разных отделах головного мозга — перицеллюлярный отек, дистрофия и рассеянный некроз нейроновв почках — зернистая дистрофия и очаговый некроз нефроцитовв миокарде — белковая дистрофия кардиомиоцитов. Поскольку вышеуказанные изменения недостаточно специфичны рекомендовано использовать их в комплексе для групповой диагностики токсикозов.

4. В опытах на двухлетках карпа с применением гематологических, иммуноморфологических методов исследования и экспериментального заражения рыб установлено, что полихлоркамфен обладает иммунодепрессивным действием в концентрации 0,005 мг/л и выше, проявляющимся угнетением продукции фагоцитов, снижением мутаболизма гликогена в нейтрофилах, клетках миелоидного и лмфоидного ряда, повышением восприимчивости отравленных рыб к псевдомонозу.

5. Для интоксикаций рыб фосфорорганическими пестицидами характерно выявленное нами гистохомически ингибирование активности холинэстеразы в нервно-мышечных синапсах и миокарде, сочетающееся с деструкцией синапсов, а также дистрофией и рассеянным некрозом нейронов головного мозга. Поэтому указанные изменения рекомендовано использовать для дифференциальной и ретроспективной диагностики отравлений рыб ФОС. В других органах преобладают неспецифические (дистрофические и некротические) повреждения, вызванные нарушением не только ацетилхолинового обмена, но и гипоксией смешанного типа.

6. При вирусных болезнях (весенней виремии карпов и ВГС форели) установлены общие закономерности течения и прявления инфекционного процесса, обусловленные пантропным цитолитическим действием вирусов преимущественно на клетки гемопоэтической и печеночной ткани, эпителий мочевых канальцев и сосудистые стенки, что приводит к развитию геморрагического синдрома, воспалительных и некротических изменений в пораженных органах. Для обеих инфекций характерно фибриноидное набухание стенок сосудов и гиалиново-капельная дистрофия нефроцитов.

7. Весенняя виремия карпов в основном проявляется в форме септицемии и характеризуется появлением кровоизлияний на коже, в печени и реже в других органах, ерошением чешуи (лепидортозом), экзофтальмом и увеличением брюшка за счет развития серозного перитонита. Наиболее выраженные микроскопические изменения установлены: в печени — острый вирусный гепатит, проявляющийся вначале гистиолимфоцитарной инфильтрацией стромы, затем кровоизлияниями и фокальным некрозом паренхимыв почках — некротический нефроз, гломерулонефрит и распад клеток гемопоэтической тканив коже и мускулатуре — умеренный альтеративно-геморрагический дермато-миозитв сердце — эпикардитв панкреатических островках — перигландулитв кишечнике — катар с очагами некроза слизистой оболочки. Вышеуказанный комплекс клиникоморфологических признаков весьма типичен для ВВК и имеет важное диагностическое значение.

8. Клинико-морфологическая картина при остром течении вирусной геморрагической септицемии форели, выращиваемой в солоноватой и пресной воде, проявляется однотипно и отличается ярко выраженным геморрагическим диатезом с наличием многочисленных кровоизлияний в скелетной мускулатуре, под серозными оболочками, в паренхиматозных органах и жировой клетчаткевакуольной дистрофией и очаговым некрозом печеночных клеток, острым нефрозо-нефритом, аплазией гемопоэтической ткани почек и селезенки. В гепатоцитах обнаружены оксифильные цитоплазматические тельца-включения. При хроническом течении болезни в печени процесс нередко завершается склерозом и инкапсуляцией поствоспалительных некрозов, а в почках — продуктивным гломерулонефритом.

9. При изучении спонтанного и экспериментального псевдомоноза выявлены сходства и отличия его от аэромоноза. В случаях острого течения псевдомоноз и аэромоноз прявляются в форме бактериальной септицемии и характеризуются эритематозным дермато-миозитом, очаговым или диффузным отеком пораженных участков кожи и лепидортозом, экзофтальмом, увеличением брюшка вследствие развития асцита и серозного перитонита, спленомегалией. При псевдомонозе преобладает гидропическая дистрофия печеночных клеток и эпителия мочевых канальцев, серозный гломерулит, полисерозит.

10. Клинико-морфологическая картина при аэромонозе карпов отличается более разнообразным комплексом признаков: постепенной сменой или комбинацией острой септической, подострой септико-язвенной и хронической язвенной формы. Поскольку при весенней виремии карпов и псевдомонозе, протекающих в виде моноинфекций, образование язв нами не установлено, вышуказанный септико-язвенный и язвенный синдром следует считать основным дифференциальнодиагностическим признаком аэромоноза.

V. Практические предложения.

Выявленные нами особенности проявления инфекционного процесса и химической патологии у рыб послужили основой при разработке рекомендаций по дагностике и профилактике изученных токсикозов, вирусных и бактериальных болезней, а также методических указаний по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов химических веществ, загрязняющих водоемы. Они позволили внести ряд уточнений в определение клинико-мофологических форм проявления и дифференциальную диагностику вирусных и бактериальных болезней, в том числе смешанных инфекций, протекающих на фоне антропогенного загрязнения водоемов.

Материалы диссертации включены в соответствущие разделы следующих нормативных документов, разработанных совместно с соисполнителями научно-исследовательских работ.

1. Методические указания по диагностике отравлений рыб и токсичности водной среды (одобрены ГУВ МСХ СССР 14 сентября 1972 г). Взамен разработаны «Рекомендации по определению токсичности водной среды». Одобрены Департаментом ветеринарии МСХ РФ 22.10.1999 г.

2. Методические указания по диагностике отравлений рыб пестицидами. Одобрены ГУВ МСХ СССР 14 сентября 1972 г.

3. Методические указания по диагностике и профилактике отравлений рыб фозалоном, фталофосом, яланом и пропанидом. Одобрены ГУВ МСХ СССР 9 ноября 1976 г.

4. Методические указания по диагностике и профилактике отравлений рыб полихлоркамфеном и полидофеном. Утверждены ГУВ МСХ СССР 16 ииюня 1980 г.

5. Методические указания по диагностике и профилактике отравлений рыб гардоной. Утверждены ГУВ МСХ 11 марта 1982 г.

6. Методические указания по диагностике отравлений рыб кельтаном. Утверждены ГУВ МСХ СССР 28.10.1983 г.

7. Временная инструкция по борьбе с псевдомонозом рыб в зимовальных комплексах. Утверждено ГУВ МСХ СССР 8.07.1984. Взамен разработана «Инструкция о мероприятиях по профилактике и ликвидации псевдомоноза рыб» N13−14/1394. Утверждено Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода России 18.09.1998 г.

8. Временная инструкция о мероприятиях по профилактике и мерам борьбы с весенней вирусной болезнью рыб. Утверждено ГУВ МСХ СССР 7.07.1987 г. Взамен разработана «Инструкция по профилактике и борьбе с весенней виремией карпа» N13−42/1091. Утверждено Департаментом ветеринарии Минсельхозпрода России 26.11.1997 г.

9. Методические указания по установлению эколого-рыбохозяйственных нормативов (ПДК и ОБУВ) загрязняющих веществ для воды водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение. Утверждены первым заместителем Министра сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации 27.03.1998 г.