Общая характеристика работы - Астраханский государственный

На правах рукописи
Полковниченко Андрей Петрович
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО
СОСТОЯНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В
БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ДЕЛЬТЫ р. ВОЛГИ
Специальность: 03.00.13 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Астрахань, 2009
Работа выполнена на кафедре ветеринарной медицины Астраханского государственного университета.
Научный руководитель:
Заслуженный деятель науки Российской
Федерации, доктор биологических
наук, профессор
В.И. Воробьёв
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук,
профессор
А.Н. Неваленный
доктор биологических наук,
Г.Ф. Металлов
Ведущая организация: Волгоградский государственный университет.
Защита состоится « 27 » «_ноября_» 2009г. в 14-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном
университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна 1. Естественный
институт АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГУ по адресу: 414000,
Астрахань, пл.Шаумяна, 1.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор биологических наук
Ю.В. Нестеров
2
Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования. Основные положения учения о физиологической роли микроэлементов в жизни человека, животных и растений
разработаны В.И. Вернадским (1922), А.П. Виноградовым (1937, 1982), Ф.Я.
Беренштейном (1935, 1964, 1979), Г.А.Бабенко (1953), И.О. Войнаром (1960),
Я.М. Берзинь (1959), М.Я.Школьником (1974), В.В.Ковальским (1952,
1961,1965,1970,1974), Р.Н. Одынец (1956, 1978), В.И. Воробьевым (1968,
1980, 1982, 1993, 2007,2008) и другими исследователями.
Астраханская область является субрегионом с экстремальными климатическими условиями, с чертами резкой континентальности и недостатком
йода и также, частично, (в ряде районов) селена, кобальта, меди и избытком
бора в основных компонентах наземных экосистем (Замарин, 1961; Васюнина,1967; Ковальский, 1974; Джумангазиев, 2001; Тризно, 2005; Гундарева,
2006).
Низкий уровень йода в среде предопределил распоряжение Правительства Астраханской области №52-Пр. от 06.03.2009г. «О профилактике йоддефицитных заболеваний на территории Астраханской области», что подтверждается результатами эпидемиологических исследований йоддефицитных заболеваний в рамках проекта «Тиромобиль», проведенным эндокринологами научного центра РАМН (Дедов, Мельниченко, 2005). В то же время,
в литературе практически нет сведений о влиянии йодной недостаточности
на физиологическое состояние крупного рогатого скота, возможности его
адаптации к низкому уровню этого элемента в условиях Астраханской области. В основных публикациях вообще отсутствуют сведения о физиологических показателях коров и молодняка крупного рогатого скота в геохимических условиях Астраханской области. Не исследован и уровень гормонов и
морфология щитовидной железы этих животных. Нет данных и о применении йодсодержащих препаратов и их влиянии на физиологическое состояние
животных в биогеохимических условиях Нижней Волги.
Цель исследования: изучить физиологические параметры крупного рогатого скота в онтогенезе в биогеохимических условиях Астраханской области.
Выявить физиологические и морфологические (щитовидная железа) особенности йоддефицитных состояний животных, исследовать картину крови
адаптировавшихся и неадаптировавшихся животных, выяснить возможные
причины возникновения и распространения зобной болезни и предложить
эффективный метод профилактики йоддефицитных состояний крупного рогатого скота.
3
Задачи работы:
1. Дать оценку физиологической питательности кормов и характеристику
воды используемой для животных.
2. Провести анализ физиолого-биохимических параметров крови крупного
рогатого скота разных возрастных групп в биогеохимических условиях
Астраханской области.
3. Исследовать содержание тироксина в сыворотке крови и изучить естественную резистентность разных возрастных групп крупного рогатого
скота и выявить процент распространения йоддефицитных состояний животных.
4. Провести морфологические исследования щитовидной железы у
молодняка крупного рогатого скота в условиях йодной недостаточности.
5. Выяснить влияние йодсодержащего препарата «седемин» на физиологобиохимические показатели крови и содержание тироксина у крупного
рогатого скота в биогеохимических условиях Астраханской области.
Научная новизна работы
 На единой методологической (физиолого-биогеохимической) основе
впервые рассмотрены гематологические показатели крупного рогатого
скота в онтогенезе в биогеохимических условиях Астраханской области.
 Впервые проведены исследования содержания тироксина в сыворотке
крови крупного рогатого скота разных возрастных групп, выявлен
процент животных, реагирующих на низкий уровень йода в биогеохимической ситуации Астраханской области. Установлено, что пониженное
содержание тироксина в сыворотке крови животных, приводит к снижению естественной резистентности организма.
 Впервые исследована морфологическая картина щитовидной железы у
молодняка крупного рогатого скота в условиях низкого уровня йода и
установлены изменения характерные для коллоидного зоба (диффузный
нетоксический зоб) животных.
 Применение комплексного йодсодержащего препарата «седемин» вызывает повышение уровня тироксина и нормализует физиологобиохимические показатели крови животных.
Положения, выносимые на защиту:
1. Определены физиолого-биохимические параметры крови крупного рогатого скота в онтогенезе, находящегося в биогеохимических условиях
Астраханской области.
4
2. Результатами исследования содержания тироксина в сыворотке крови,
установлен процент распространения эндемического зоба среди крупного рогатого скота в Астраханской области.
3. Результаты изучения гистологической структуры щитовидной железы
у молодняка крупного рогатого скота подтверждают наличие у животных структурных изменений характерных для йоддефицитной патологии,
что сопровождается низким уровнем тироксина в крови и физиологическими изменениями гематологических параметров.
4. Йодсодержащая микроэлементная добавка положительно влияет на физиологические показатели крупного рогатого скота в условиях Астраханской области.
Теоретическая значимость
Впервые проведенные исследования физиологических показателей
крупного рогатого скота в биогеохимических условиях низкого уровня йода,
позволили выяснить картину гематологических показателей и установить
низкий уровень тироксина у животных. Морфологическая картина щитовидной железы подтверждает наличие йоддефицитной патологии у многих животных. Применение комплексного микроэлементного препарата «седемин»,
содержащего йод, благоприятно влияет на физиолого-биохимические параметры крови животных, уровень активности гормонов щитовидной железы,
что способствует повышению показателей физиологической резистентности
и усилению окислительно-восстановительных процессов в организме.
Практическая значимость
Наши исследования, позволяют рекомендовать применение «седемина»
в качестве средства профилактики заболеваний щитовидной железы, улучшающем гематологические параметры и повышающие резистентность у
крупного рогатого скота, находящегося в геохимических условиях Астраханской области.
Полученные результаты можно использовать в лекционных курсах
«физиология и этология с/х животных», «кормление с/х животных», «внутренние незаразные болезни животных» и других, для студентов университетов по специальности «ветеринария», «зоотехния» и «биология».
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы доложены на:
 1 Всероссийской научно-практической конференции «Естественные
науки и современность: проблемы и перспективы исследований» (г.
Москва, 1 июня – 30 сентября 2009г.).
5
 5 Всероссийская научная конференция студентов и молодых ученых
«Актуальные проблемы инновационного развития Агропромышленного
комплекса» (г.Астрахань, 29 октября-1 ноября 2009г.).
 Расширенном заседании кафедры ветеринарной медицины аграрного факультета Астраханского государственного университета 26 июня 2009г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературных данных, описания материала и методов исследования, результатов и исследований и их обсуждения, заключения, выводов,
приложения, списка использованной литературы, включающего 138 источника, из них 29 зарубежных авторов.
Материал изложен на 115 страницах, содержит 12 таблиц, 43 рисунка.
Материал и методы исследования
Исследования проведены в 2006-2009 гг. на разновозрастных группах
крупного рогатого скота, принадлежащих гражданам и фермерским хозяйствам Лиманского, Наримановского, Икрянинского и Приволжского районов Астраханской области, находящихся в геохимических условиях низкого уровня йода. Физиологическое качество кормов животных (сено люцерны, силос люцерны, сено естественных угодий), отобранных в изучаемых
районах Астраханской области, исследовалось по Кондрахину (2004). Нами
было проанализировано 31 проба воды (реки, ильмени, пруды) по методикам
Ленинградского ветеринарного института (1965). Физиолого-биохимические
параметры крови крупного рогатого скота: количество эритроцитов, гемоглобин, лейкоцитов, лейкоцитарная формула крови, содержание каротина,
общего белка, кальция, фосфора, глюкозы, щелочной резерв изучались у 252
животных из всех районов области по общепринятым методикам (Ионов,
1952; Антонов. 1971; Кудрявцев, 1974; Кондрахин, 2004). Естественную резистентность животных в условиях йодной недостаточности исследовали,
используя показатель бактерицидной активности сыворотки крови (БАС),
который определяли по О.В. Смирновой и Т.А. Кузьминой (1966). Тироксин
в сыворотке крови 252 животных исследовался методом иммуноферментного
анализа с использованием анализатора иммуноферментных реакций
«Униплан» и тест-систем (Матрешина, 1998). Гистологический анализ щитовидной железы крупного рогатого скота проводили по общепринятой
методике (Волкова, Елецкий, 1986). В качестве йодной добавки применяли
препарат «седемин». Он представляет собой водную смесь соединений йода
и селена на стабилизирующей основе железодекстранового комплекса. В
1мл. препарата содержится: 5,5-7,5мг йода, 0,07-0,09 мг/мл стабилизированного селена (соответствует 0,16-0,20 мг/мл селенита натрия) и 18-20
6
мг/мл железа. Математический анализ результатов исследований проведен с
использованием программного пакета по стандартной программе обработки
статистического материала «D'STAT», Microsoft Excel 97 Pro, Statqraf, Statistica. Достоверность различий оценивали по t- критерию Стьюдента (при
уровне значимости 0,01-0,05).
Результаты исследований
Анализ физиологического качества кормов и химических показателей
воды Астраханской области
Рассматривая качественный состав кормов Астраханской области
(табл.1), можно отметить существенный дефицит содержания каротина во
всех исследованных образцах. Мы выявили в сене из естественных угодий
превышение (Р<0,05) содержания кальция- в 2,6 раза , фосфора -в 1,2 раза и
в сене люцерны пониженное содержание кальция - в 1,7 раза, фосфора- в 1,2
раза относительно средне принятых норм (Богданов,1981).
Таблица 1
Наименование
корма
Исследовано корма, тонн
Обменная
энергия, Мдж
Переваримый
протеин
Сахар, г
Кальций, г
Фосфор, г
Каротин, мг
Нитраты, мг
Сено
естественных
угодий
180
7,1 ± 0,12
64,0 ± 1,06
42 ± 0,22
5,8 ± 0,25
1,8 ± 0,24
5,6 ± 0,33
557 ± 4,3
--
--
Сено
люцерны
220
16,7±0,42
13,2 ± 0,48
26,8 ± 0,25
7,0 ± 0,35
--
0,51 ± 0,22
7,2 ± 0,14
86,0 ± 1,14
38 ± 0,24
7,3 ± 1,04
1,9 ± 0,24
5,8 ± 0,14
619,7 ± 3,4
--
--
--
Силос
из люцерны
560
70,7±0,28
5,35 ± 0,1
9,9 ± 0,14
2,8 ± 0,22
--
0,19 ± 0,24
2,6 ± 0,18
40,2 ± 0,22
4,7 ± 0,24
5,3 ± 0,22
1,25 ± 0,14
4,5 ± 0,18
227 ± 3,2
0,22 ± 0,26
4,9 ± 0,48
Физиолого-биохимические показатели качества и питательности кормов
в Астраханской области
--
7
Молочная
кислота
Уксусная
кислота
Масляная
кислота
Сод. абс. %
--
Корм. ед., кг
Содержится в 1 кг корма
0,48 ± 0,24
Сырой жир
--
Сырая зола
6,6 ± 0,22
Сырая
клетчатка
27,6 ± 0,24
Сырой протеин
9,9 ± 0,14
16,86±0,22
Влага
Хим.показатель состав,
%
В изучаемых образцах воды установлено превышение гидрохимических параметров относительно имеющихся норм, по жёсткости - в 4.4 раза,
количеству магния - в 2,4 раза, хлоридам - в 1,4 раза, а так же присутствие в
исследуемой воде аммиака солевого (табл.2), что является одной из характеристик биогеохимической обстановки субрегиона Нижней Волги.
Таблица 2
Гидрохимические показатели
Показатели
Активная
реакция
среды
Жесткость
нем. град.
Аммиак
солевой
мг/л
Магний
г/л
Кальций
мг/л
Хлориды
мг/л
Железо
мг/л
Норма
по ГОСТ 438972 “Вода для с/х
животных”
6,5-8,5
до 7,0
не
допускаетс
я
30,0
180
до 350
1,8
Полученные
результаты
(М±m)
8,31±0,4
31,4±3,82
0,08±0,14
72,8±0,44
186±0,62
502±0,84
0,12±0,12
Физиолого-биохимические показатели крови крупного рогатого скота в
биогеохимических условиях Астраханской области
Гематологические параметры крупного рогатого скота изучались
нами впервые: кровь исследовали у животных, взятых в различных районах
области, в весенне-летний период. При этом установлено (табл.3), что полученные нами результаты отличаются от аналогичных литературных показателей (Никитин, 1949, 1956; Кудрявцев, 1952, 1974; Кононов, 1978;
Смирнов, 1981; Симонян, 1995). Сложные функциональные изменения, происходящие в организме животных при различных патологических состояниях, изменяют статус гемопоэтической системы и их общее физиологическое состояние. При гематологических исследованиях мы учитывали особенности возрастной эволюции организма, качественного своеобразия каждой стадии онтогенеза. Все это отражается не только на картине физиологически нормальной крови, но и на тех изменениях, которые вызываются в ней
различными факторами. В связи с этим нами изучены возрастные изменения
крови крупного рогатого скота в биогеохимических условиях йоддефицита
Астраханской области. Нами установлено, что количество эритроцитов и
процент гемоглобина в крови месячных телят выше (Р<0,05), чем в крови
животных других возрастных групп (10,8±0,12 млн/мкл. и 14,6±0,24
г/100мл.); причем у бычков на откорме количество эритроцитов и процент
насыщения их гемоглобином выше чем у нетелей на 12,3% и 3% соответственно. Анализ параметров белой крови в онтогенезе показал, что число
лейкоцитов с возрастом уменьшается. Максимальное их количество наблюдается у телят в возрасте 4 -5 месяцев, что в 2 раза превышает их количество
8
в крови коров (табл.4). У телят наблюдается лимфоцитоз, причем количество
лимфоцитов доходит до 69,8% (Р<0,05), и за подъемом происходит их медленное падение, что можно объяснить высокими темпами роста в раннем онтогенезе и половым созреванием, так как лимфоциты играют известную роль
в усвоении и синтезе белков (Никитин, 1949; Мецлер,1980). Число нейтрофилов в крови с возрастом увеличивается. Нами установлено нахождение в
крови молодняка незрелых форм нейтрофилов, что ведет к сдвигу ядра
нейтрофилов влево. Вероятно, в начале онтогенеза кроветворные органы
функционируют еще не в такой степени, чтобы нейтрофилы (так же как и
другие формы лейкоцитов) успели в них созреть. Весьма четко выражены
возрастные изменения количества эозинофилов, в раннем периоде онтогенеза
(до 1 года) мы наблюдали гипоэозинофилию, и в 1,5 годовалом возрасте
(бычки на откорме) - резкое, скачкообразное увеличение числа эозинофилов,
которое сохраняется в течение всего дальнейшего онтогенеза. За время эксперимента нами установлена закономерность ядерного сдвига в белой крови
животных, а именно; в раннем периоде онтогенеза отмечается ядерный сдвиг
вправо, что характеризуется появлением физиологически незрелых форм
нейтрофилов и нормализацией физиологического процесса в период полового созревания. У крупного рогатого скота ядерный сдвиг в норме составляет
около 1/3 (Смирнов, 1981), нарастание ядерного сдвига влево (нейтрофилия
с дегенеративным сдвигом) с возрастом животных, возможно связано с особенностями биогеохимической обстановки области (дефицит йода) и гипофункцией щитовидной железы. Нами показано что, число эритроцитов в
крови коров превышает верхнюю границу принятых средних значений
(Никитин, 1949; Мецлер, 1980) на 31% , количество гемоглобина - на 66%,
что видимо связано с особенностями биогеохимической обстановки Астраханской области (Воробьев, 1993, 2007). Анализ картины белых кровяных
телец, показал меньшее их количество в крови коров относительно нижнего порога физиологической нормы (Никитин, 1949; Мецлер,1980) - на 27,2%
(Р<0,05). Сравнивая лейкоцитарную формулу подопытных коров, которую
в геохимических условиях Нижней Волги мы впервые изучили, с литературными показателями по другим регионам, выяснили некоторые особенности белой крови исследуемых животных. Так, в крови крупного рогатого скота Астраханской области установлено повышенное содержание базофилов, доходящее до 2±0,45%, что сопровождается повышенным содержанием общего белка в сыворотке крови крупного рогатого скота (табл.2).
Установлено повышенное содержание эозинофилов до 13,8±0,04%, т.е. увеличение в 2,3 раза (Р<0,05). В.Н. Никитин еще в 1949 году показал стимулирующее влияние щитовидной железы на гемопоэз лабораторных животных.
Позже это подтвердил целый ряд исследователей. Повышенное количество
нейтрофилов, в частности сегментоядерных форм, в крови крупного рогатого скота Нижней Волги можно рассматривать как защитное приспособление к низкому уровню йода, при возможной недостаточной функции
щитовидной железы в этих геохимических условиях. Пониженное количество лимфоцитов на 6% и моноцитов на 64% в крови коров в условиях
9
Астраханской области можно рассматривать как неблагоприятный признак,
так как эти формы лейкоцитов играют значительную роль в образовании
иммунных тел.
Таблица 3
Вид
животного
(коровы)
Кол-во
эритроцитов. Млн./мкл
Гемоглобин.
г/100 мл.
Кол-во
лейкоцитов
тыс./мкл
Базофилы
Эозинофилы
Гематологические показатели коров
Параметры
крови
(Никитин, 1949;
Мецлер, 1980)
5,0-7,0
6,0-8,0
5,0-10,0
0,1
6,0
Параметры
крови
(наши
результаты)
9,18
±
0,34
13,28
±
0,51
3,64
±
0,46
2
±
0,45
13,8
±
0,04
Юные
Палочкоядерные
Сегментоядерные
Лимфоциты
-
0,1
2,8
27
58,9
-
2,2
±
0,48
32
±
7,1
49
±
5,3
-
Моноциты
Миелоциты
Нейтрофилы
5,0
1,8
±
0,02
Таблица 4
Изменения белой крови крупного рогатого скота в онтогенезе
65,9±
0,14
3,8±
0,21
0,31
2,2
8
17,2±
0,12
24,8±
0,16
69.8±
0,12
2,9±
0,16
0,44
2,8
1
6
7
0,5±0,
17
1±0,21
0
0,9±
0,18
7,24±0,48 1±0,12 1,5±0,1
0
0,4±
0,12
7,2±0,1
10
Моноциты
Всего нейтрофилов
28.9±
0,19
5
Лимфоциты
Сегментоядерные
6±0,18 22±0,1
Палочкоядерные
13
Юные
12
Миелоциты
11
Эозинофилы
(в тыс. в 1мм)
10
4
Месячные
7,01±0,32
телята
Телята
4-5
месяцев
9
3
2
Ядерный
сдвиг
8
Базофилы
1
Кол-во лейкоцитов
Возраст
Лейкоцитарная формула (в %)
М+Ю
л/н
+
__П__
С
Бычки
на
откорме
6,6±0,26
0,4±0,
08
8±0,24
0
0,2±
0,08
4,2±0,3
21,9±
0,28
26,3±
0,22
65,0±
0,14
3± 0,12
0,21
2,4
7
Нетели 6,54±0,36
0,5±0,
04
7,6±0,3
0
0,17±
0,1
5,2±0,2
22,23±
0,36
27,6±
0,24
62,1±
0,22
2,2±
0,14
0,24
2,2
5
13,8±
0,48
0
0
2,2±0,1
32±
0,34
34,2±
0,23
49±
0,46
1,8±
0,22
0,068
1,4
3
Коровы
3,64±0,42 2±0,14
Исследования крови крупного рогатого скота во всех группах указывает на пониженное содержание каротина относительно нижней границы
физиологической нормы у телят в возрасте 1 месяц -87,5%, телят 4-5 месяцев - 87,5% , бычков на откорме- 70 %, нетелей- 77,5 % ,коров на
82,5%. У всех животных в крови отмечается дисбаланс фосфорнокальциевого отношения. Установлено пониженное содержание глюкозы в
крови у телят в возрасте 1 месяц на - 19%, телят 4-5 месяцев на -19 % ,
бычков на откорме на - 18%, нетелей на - 49% , коров на- 47%, относительно установленных в литературе физиологических норм (Кононов, 1978;
Мецлер, 1980 и др.).
Таблица 5
Физиолого-биохимические показатели сыворотки крови крупного рогатого скота
Возрастные группы
телята
бычки
нетели
4-5 мес.
(откорм)
Показатели
Физиологическая
норма
телята 1
мес.
Каротин мг/%
0,4-1,0
0,05±0,02
0,05±0,02
0,12±0,2
0,09±0,08
0,07±0,21
Общий белок, г/%
7,2-8,6
6,9±0,24
7,8±0,12
9,8±0,12
10,2±0,08
10,9±0,02
Кальций, мг/%
10,0-12,5
8,8±0,3
9,6±0,08
10,2±0,24
8,8±0,24
9,2±0,3
Фосфор, мг/%
4,5-6,0
5,9±0,22
6,9±0,3
4,8±0,12
4,0±0,1
4,3±0,2
Глюкоза, Моль/г
2,2-3,3
1,8±0,12
1,8±0,2
1,8±0,08
1,12±0,06
1,23±0,3
Щелочной резерв, Объем
% СО2
46-66
51,8±0,04
52,2±0,22
48,4±0,1
42,2±0,3
44,6±0,08
коровы
Результаты анализа содержания гормона щитовидной железы тироксина в сыворотке крови разных возрастных групп крупного рогатого скота показали, что в состоянии гипотиреоза находится значительное количество животных (табл.6). У 27,2 % телят в возрасте 4-5 месяцев содержа11
ние в крови тироксина составило 25-45 нМ/л., а телята в месячном возрасте – в 33,3 % случаях имели количество гормона от 30 до 45 нМ/л, у бычков на откорме в 27,9 % случаях показатели тироксина колебались от 25 до
45 Нм/л, а 41,2 % нетелей имели параметры тироксина 20-45 нМ/л. Из 85
изученных нами коров в 70,6 % случаях показатели тироксина у изучаемых животных составили от 10 до 45 нМ/л, при норме 50-150 нМ/л. что
может служить серьезным основанием для постановки диагноза гипофункции щитовидной железы и необходимости восстановления дефицита йода в
рационах исследованных разновозрастных животных.
Уровень бактерицидной активности сыворотки крови крупного
рогатого скота в онтогенезе
Бактерицидная активность сыворотки крови изучалась у 252 животных разных возрастных групп, в т.ч. 12 телятах в месячном возрасте, 44
телятах в возрасте 4-5 месяцев, у 43 бычков, находящихся на откорме, у 68
нетелей и 85 коров. Бактерицидная активность сыворотки крови здоровых
животных колебалась на уровне от 42,6 до 50,8 %, увеличиваясь с возрастом. В сыворотке крови животных с йодной недостаточностью в организме, в сравнении с адаптировавшимися к дефициту йода клинически здоровыми животными, бактерицидная активность была понижена : у телят в возрасте 1 месяц на - 12% или в 1,14 раз (Р< 0,05), телят 4-5 месяцев на 25,5 % или в 1,33 раза, , у бычков на откорме на 2,6 % или в 1,026 раза,
нетелей на 3,4% или в 1,05 раз, коров на 17% или в 1.2 раза. Минимальный уровень бактерицидной активности крови зафиксирован у телят
в возрасте 4-5 месяцев, что на 32,4 %, ниже по сравнению с группой здоровых животных (Р<0,05). Совокупность физиолого-морфологических данных, позволяет утверждать, что значительная часть (табл.6) крупного рогатого скота Астраханской области больны гипотиреозом.
Таблица 6
Количество животных в состоянии гипотиреоза
Возрастных группы
Общее количество
животных
Телята 1 мес.
Телята 4-5 мес.
Бычки (откорм)
Нетели
Коровы
12
44
43
68
85
Количество животных с
низким уровнем тироксина
4
12
12
28
60
% животных с низким
уровнем тироксина
33,3
27,2
27,9
41,2
70,6
Эндемический зоб имеет широкое распространение среди всех возрастных групп животных. Вероятно, этиология болезни связана с низким
уровнем йода в кормах и воде, используемой для поения, а так же общим
низким качеством кормовой базы (табл.1) Астраханской области, что вы12
зывает физиолого-биохимические сдвиги параметров крови и низкий процент естественной резистентности животных в условиях йодной недостаточности. Это предопределено, вероятно, биогеохимической обстановкой, сложившейся на Нижней Волге – слабая обеспеченность основных компонентов экосистем не только йодом (Замарин, 1961; Ковальский,1974; Г.
Мельниченко, 2006), но и в ряде районах Астраханской области еще и селеном (Загреков, 2000; Кутепов, 2004; Воробьев, 2007.), а так же медью (Гундарева,2006), при высоком уровне бора в почвах и растениях (Ковальский,1974), но выяснение нашего предположения требует дополнительных
специальных исследований.
Таблица 7
Бактерицидная активность сыворотки крови крупного рогатого скота
Возрастные группы
Телята 1 мес.
Телята 4-5 мес.
Бычки (откорм)
Нетели
Коровы
Бактерицидная активность сыворотки крови адаптировавшихся животных в %
42,6±0,04
43,3±0,02
50,2±0,04
48,8±0,22
50,8±0,12
Бактерицидная активность сыворотки крови при гипотиреозе
в%
37,2±0,18
32,4±0,06
48,9±0,02
46,2±0,26
42,2±0,08
Результат многочисленных исследований состояния естественной
резистентности организма животных в наших условиях свидетельствует о
том, что защитные силы организма являются динамичным физиологическим показателем, и определяются как генетическими особенностями организма, так и воздействием различных факторов окружающей среды.
Это обстоятельство позволяет направленно влиять на формирование и
проявление защитных сил организма, т.е. его физиологическое состояние.
Создание животным благоприятных геохимических условий содержания,
максимально отвечающих функциональным особенностям организма, способствуют более быстрому и лучшему формирования его защитных сил и
улучшению физиологического состояния (Ковальский, 1974; Воробьев,
1993). Вместе с тем, неблагоприятное воздействие низкого уровня микроэлементов приводит к ослаблению физиологической устойчивости организма, что мы и наблюдали у исследуемых животных. Часть из них адаптируется к неблагоприятным геохимическим условиям-до 30%, а у других (70%) –
низкий уровень йода вызывает явления гипотиреоза.
Морфология щитовидной железы у неполовозрелых бычков в условиях
низкого уровня йода
До наших исследований, морфологию щитовидной железы крупного
рогатого скота в условиях Астраханской области, с присущим ей низким
уровнем йода, никто не изучал. У бычков щитовидная железа состоит из
отдельных фолликулов, различной формы, в основном удлиненной, и ве13
личины (рис.1). Между фолликулами расположено очень небольшое количество ретикулярной ткани, богатой кровеносными сосудами. Полости
фолликулов, отграниченные эпителием, заполнены белковым веществом –
коллоидом. Фолликулы тесно прилегают друг к другу, ретикулярной ткани
между ними сравнительно мало. В междольковой соединительной ткани
имеется небольшое количество эластических и ретикулярных волокон
(рис.2). Имеются соединительнотканные перегородки, делящие железу на
дольки. Эпителий, образующий стенки фолликулов, в зависимости от
функционального состояния железы, имел различную высоту. В единичных фолликулах он был призматическим, в большинстве фолликулов –
кубическим, в сильно растянутых фолликулах – плоским.
Эпителий фолликулов щитовидной железы имел хорошо выраженную базальную мембрану. В нем довольно отчетливо видны клеточные
границы. Ядра в клетках эпителия круглые, с хорошо выраженным ядрышком. Ядра в кубических клетках были расположены в центре, в
призматических – базально. В цитоплазме некоторых эпителиальных клеток можно различить секреторные гранулы (пустоты). Кроме типичных фолликулов между ними, в строме желез можно найти плотные скопления
эпителиальных клеток, отличающихся выраженной базофилией цитоплазмы (интерфолликулярные клетки). Коллоид на препаратах имел вид гомогенной массы, выполняющей полость фолликула (рис.3-4).
Состояние пониженной активности щитовидной железы у бычков (гипофункции) характеризовалось следующими признаками: большинство
фолликулов имели значительные размеры; эпителий был низким, в основном, кубическим или даже плоским; митозы в эпителиальных клетках
отсутствовали; коллоид был пустым, почти не вакуализированный, окрашивался хорошо как кислыми, так и основными красками.
Таким образом, по неясным причинам аккумуляция коллоида происходит неравномерно, некоторые фолликулы сильно растянуты, тогда
как другие остаются мелкими и даже могут содержать небольшие сосочковые разрастания из гиперплазированных клеток (рис. 5-6). Аккумулированный коллоид вызывает уплотнение железы, на разрезе она имеет
желатиноподобный вид (коллоидный зоб или диффузный нетоксический
зоб). При такой форме зоба функция железы обычно не нарушена. При
этом развитие зобной болезни происходит при низком уровне гормонов
щитовидной железы, которая, в свою очередь, вызывает выброс гормона
гипофиза головного мозга тиротропина, стимулирующего щитовидную
железу к увеличению и разрастанию узлов, что мы и наблюдали в нашем
случае.
Клиническое течение простого нетоксического зоба выявленного
нами у изучаемых животных, в большинстве случаев доброкачественное.
14
Мы полагаем, что своевременная диагностика и профилактика данного
заболевания на начальном этапе, является залогом недопущения патологий.
1.Увеличенный фолликул.
2.Кубический эпителий фолликула
3.Коллойд
4.Плоский эпителий фолликула
Рис.1 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес. ОК10 ОБ20.
Окраса гематоксилин – эозин.
1.Увеличенный фолликул
2.Эластические волокна.
3.Соединительно–тканная перегородка
Рис.2 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес. ОК10 ОБ20
15
ОК10 ОБ20. Окраса по Ван-Гизону.
1.Фоликулы разной величины
2.Коллоид
Рис.3 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес.
ОК10 ОБ20. Окраса по Ван-Гизону.
1.Фоликулы разной величины
2.Коллоид
Рис.4 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес.
16
ОК10 ОБ20. Окраса по Ван-Гизону
1.Фоликул щитовидной железы.
2.Сосочковое разрастание эпителия
Рис.5 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес.
ОК10 ОБ20. Окраса по Ван-Гизону
1.Сосочковое разрастание эпителия в
фолликулах щитовидной железы.
2.Интерфоликулярные клетки.
3.Коллоид.
Рис.6 Фрагмент щитовидной железы бычка 8 мес.
17
Влияние препарата «седемин» на физиолого-биохимические параметры
крупного рогатого скота
В реализации патогенного действия йодной недостаточности, как
причинного фактора, определяющего развитие эндемического зоба, важную роль играют эндогенные и экзогенные условия, превращающие возможность развития эндемического зоба в реальное заболевание. Материалы
изучения естественной резистентности в условиях йодной недостаточности
должны являться фундаментальной физиолого-биогеохимической основой
для разработки обоснованной системы выращивания, профилактики зобной
болезни и лечения больных животных в условиях Нижней Волги. С этой
целью нами исследовано физиологическое состояние крупного рогатого скота при йодной недостаточности после применения микроэлементного препарата «седемин». При этом производилась сравнительная оценка динамики факторов естественной резистентности, физиолого-биохимических показателей сыворотки крови и концентрации тироксина в сыворотке крови крупного рогатого скота. Коровы по принципу аналогов были разделены на 2 группы: 1-я группа (адаптированная) служила контролем, 2-я группа
– опытная, с показателями тироксина в сыворотке крови ниже физиологической нормы. Животным 2-й группы в область бедра однократно
вводился препарат «седемин» в дозе 10 мл. на голову. До начала опыта , а
затем на 1, 3, 5, 7, 10 сутки проводили взятие крови из яремной вены
для гематологического исследования. Рассматривая форменные элементы
крови подопытных животных, мы отметили во 2-й группе, относительно первой, повышение количества лейкоцитов, что наиболее ярко выражено в
1сутки опыта, с 3,64±0,64 тыс./мкл;10 /л. до 5,79±1,01тыс.мкл.;10 /л., а в
дальнейшем их количество находилось в пределах физиологической нормы.
Отмечено определенное снижение гемоглобина с 13,28±0,5 г/100мл. до
9,82±0,37 г/100мл. (1-е и 2-е сутки опыта), с одновременным увеличением
(Р<0,05) количества эритроцитов с 9,18±0,34 до 11,2±0,42 млн./мкл.;10 /л (1е сутки опыта), положительная динамика увеличения лимфоцитов и моноцитов до физиологической нормы, свидетельствует о повышении защитных сил
организма. Полученные нами данные подтверждают положительное влияние
активизации щитовидной железы на гемопоэз. Необходимо отметить, что
уже однократное введение препарата «седемин» приводило к нормализации физиолого-биохимических показателей сыворотки крови крупного
рогатого скота. Так показатель резервной щелочности крови повысился
при этом в 1,3 раза и на 7 сутки опыта достиг физиологической нормы.
Отмечается и некоторое повышение сахара в сыворотке крови подопытных животных. Уже через сутки от начала эксперимента уровень сахара
достиг 3,33±0,19 ммоль/л, и дальнейшем находился в пределах физиологической нормы. (табл. 8). Из числа специфических показателей естественной резистентности изучали бактерицидную активность сыворотки
крови, которая в 1-ой группе колебалась от 44,8±3,02 % до 45,32±1,4%.
В сыворотке крови коров 2-й опытной группы, бактерицидная активность
18
сыворотки крови на начало опыта была 45,32±4,08 %, а к 10 дню достигла 49,04±2,1 %, т.е. превысила фоновый уровень на 8% (Р<0,05) и практически достигла среднего уровня бактерицидной активности адаптированных животных по Астраханской области. Параметры концентрации
тироксина в сыворотке крови контрольной группы колебались от
31,93±2,3 нМ/л. до 33,4±1,8 нМ/л. и не достигали нижнего порога физиологической нормы. Введение «седемина» животным 2-й опытной
группы способствовало активизации работы щитовидной железы и увеличению концентрации тироксина в сыворотке крови по сравнению с
исходными данными к 10 дню опыта в 1,9 раз, т.е. на 97,3%. Активность
выработки тироксина наблюдалась в 1-е сутки опыта и превысила фоновый показатель в 1,7 раз (Р< 0,05), с тенденцией к повышению. Самый
высокий уровень тироксина был зарегистрирован на 7 сутки- 56,07±2,0
нМ/л. и в дальнейшем оставался на уровне физиологической нормы. Содержание кальция в сыворотке крови у животных опытных групп снижалось
(Р<0,05), что приводило к нормализации физиологического кальциевофосфорного отношения. На 10 сутки опыта оно составило 2,4:1. Применение
микроэлементного йодсодержащего препарата приводило к некоторому снижению каротина в крови у всех подопытных животных, по сравнению с
опытной группой.
Рис.7 Динамика лейкоцитов в крови коров Рис.8 Количество эритроцитов в крови коров
Рис. 9 Картина гемоглобина в крови коров
19
Таблица 8
Физиолого-биохимические показатели крови крупного рогатого скота под
влиянием препарата «седемин»
Наименование
параметров
Исходные
данные
1 сутки
опыта
3 сутки
опыта
5 сутки
опыта
7 сутки
опыта
10 сутки
опыта
Каротин мг/л
0,066±0,02
0,056±0,14
0,1± 0,02
0,09±0,03
0,12± 0,02
0,22± 0,01
Общ. белок г/100
мл
7,66±0,16
7,668±0,17
7,58±0,18
7,65±0,17
7,8± 1,12
7,8± 1,44
Резервная щелочность плазмы, об.
% СО2
37,58±3,75
45,63± 3,6
46,66± 2,3
47,96± 1,58
50,48± 1,48
50,4±1,22
Кальций общий в
сыворотке:
мг/100мл.
14,41±0,91
12,85± 0,67
10,97±0,69
11,12± 0,55
11,08± 0,49
11,08±0,36
Фосфор неорганический в сыворотке: мг/100 мл.
4,9±0,42
4,76±0,30
5,07± 0,36
4,76± 0,23
4,7± 0,19
4,6±0,20
Сахар общий в
крови: моль/л.
0,816±0,20
3,33±0,19
2,56±0,27
2,42±0,28
2,38± 0,27
2,30±0,18
Тироксин нМ/л
28,38±4,3
48,32±1,87
54,17±2,13
55,56±2,45
56,07± 2,0
56,02±1,46
Бак. активность %
45,32±4,08
-
-
-
-
49,04±2,1
Таким образом, однократное введение 10 мл. препарата «седемин»
внутримышечно, стимулировало процесс гемопоэза, о чем свидетельствует
полученная нами картина форменных элементов крови подопытных животных, и окислительно-восстановительных процессов в организме. Применение указанного микроэлементного препарата способствовало активизации
защитных сил и повышению показателей естественной физиологической
резистентности организма животных, нормализовало уровень гормона щитовидной железы - тироксина. Мы полагаем, что положительная динамика
влияния «седемина» на щитовидную железу и физиолого-биохимические параметры крови, особенно важно для процесса адаптации животных к низкому уровню йода в геохимической ситуации Нижней Волги.
20
ВЫВОДЫ
1. Содержание количества эритроцитов и процент гемоглобина в крови крупного рогатого скота в биогеохимических условиях Астраханской области
превышает физиологическую норму для этого вида животных. Число лейкоцитов с возрастом уменьшается, а максимальное их количество наблюдается
при достижении животными 4 -5 месяцев.
2. С возрастом животных отмечается определенное повышение базофилов и
снижение количества моноцитов. Возрастные изменения количества лимфоцитов представляют собой обратное отражение изменений нейтрофилов.
Четко выражены возрастные изменения количества эозинофилов, их резкое
увеличение в период полового созревания и дальнейшее повышение в процессе онтогенеза.
3. Результаты анализа содержания тироксина в сыворотке крови крупного
рогатого скота разных возрастных групп в Астраханской области показали, что большая часть животных, до 70,6% коров, больные гипотиреозом.
Эндемический зоб имеет широкое распространение, что подтверждают физиолого-биохимические показатели крови и низкий процент естественной
резистентности животных.
4. Морфологическое состояние щитовидной железы у молодняка крупного
рогатого скота Астраханской области свидетельствует о пониженной активности железы. Диагностику и профилактику зобной патологии необходимо проводить уже на начальном этапе роста и развития животных.
5. Внутримышечное введение препарата «седемин» в дозе 10,0 мл. на голову, уже после однократного применения приводит к нормализации физиолого-биохимических показателей крови крупного рогатого скота, активизации функции щитовидной железы и восстановлению факторов естественной резистентности организма.
Практические предложения
1. В условиях Астраханской области необходимо создавать фундаментальную биогеохимическую основу выращивания, профилактики и лечения
эндемических заболеваний.
2. Для повышения естественной резистентности организма и нормализации
физиолого-биохимических процессов у крупного рогатого скота в условиях Астраханской области, в животноводстве необходимо применение
микроэлементного препарата «седемин».
21
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1. Полковниченко А.П. Изменение физиолого-биохимических показателей при гипотиреозе крупного рогатого скота в биогеохимических
условиях Астраханской области / Полковниченко А.П., Воробьев В.И.
// Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований №2 (27). Астрахань, 2009, С.137-140.
2. Полковниченко А.П. Оценка поствакцинального иммунного ответа в
зависимости от физиологического состояния крупного рогатого скота в
условиях йоддефицита Астраханской области / Полковниченко А.П.,
Воробьев В.И. / Астраханский мир науки. Научный журнал №1(4),
2009, С. 19-21.
3. Полковниченко А.П. Физиолого-биохимические показатели крупного
рогатого скота в условиях йодной недостаточности в среде / Полковниченко А.П., Воробьев В.И. // Биологические исследования. Журнал
фундаментальных и прикладных исследований №2(2), Астрахань,
2009г. С.119-123.
4. Полковниченко А.П. Оценка физиолого-биохимических показателей
крупного рогатого скота в условиях дефицита йода / Полковниченко
А.П., Стрелков С.Н., Полковниченко П.А. // БИО. Журнал для специалистов птицеводческих и животноводческих хозяйств №9 (108), Екатеринбург, 2009, С.19-20.
5. Полковниченко А.П. Анализ уровня бактерицидной активности сыворотки крови крупного рогатого скота разных возрастных групп в условиях Астраханской области / Полковниченко А.П., Воробьев Д.В. //
Материалы 5 Всероссийской научная конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития Агропромышленного комплекса» - Астрахань, 2009, С.112-114.
6. Полковниченко А.П. Характеристика физиолого-биохимических параметров крови крупного рогатого скота в условиях эндемической адаптации Астраханской области / Полковниченко А.П., Воробьев В.И. //
Материалы 5 Всероссийской научная конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития Агропромышленного комплекса» - Астрахань, 2009, С.82-84.
22
7. Полковниченко А.П. Изменение параметров крови крупного рогатого
скота в условиях йоддефицита / Полковниченко А.П., Воробьев Д.В. //
Материалы 5 Всероссийской научная конференции студентов и молодых ученых «Актуальные проблемы инновационного развития Агропромышленного комплекса» - Астрахань, 2009, С.58-61.
8. Полковниченко А.П. Коррекция физиологического состояния и иммунного статуса крупного рогатого скота в биогеохимической ситуации
Астраханской области / Полковниченко А.П., Воробьев В.И. // Материалы 1 Всероссийской научно-практической конференции «Естественные науки и современность: проблемы и перспективы исследований» Москва, 2009, С.141-143.
9. Полковниченко А.П. Особенности гематологических показателей
крупного рогатого скота в биогеохимических условиях Астраханской
области / Полковниченко А.П., Воробьев В.И. // Материалы 1 Всероссийской научно-практической конференции «Естественные науки и современность: проблемы и перспективы исследований» - Москва, 2009,
С.123-126.
23