|
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ЛЮБЕЦЬКА Тетяна Валентинівна
УДК - 619:616.391:636.2- 053.31:612.015
ОСОБЛИВОСТІ МЕТАБОЛІЧНОЇ АДАПТАЦІЇ ТЕЛЯТ НА РАННІХ ЕТАПАХ ПОСТНАТАЛЬНОГО РОЗВИТКУ ТА ШЛЯХИ КОРЕКЦІЇ ВИЯВЛЕНИХ ПОРУШЕНЬ
03.00.04 — біохімія
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора ветеринарних наук
Київ - 2000
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України.
Науковий консультант
доктор біологічних наук, професор,
академік НАН України та УААН
Мельничук Дмитро Олексійович,
Національний аграрний університет, ректор
Офіційні опоненти :
доктор біологічних наук, професор Войціцький Володимир Михайлович,
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри біохімії
доктор біологічних наук Тугай Василь Андрійович, інститут біохімії ім.
О. В. Палладіна НАН України, провідний науковий співробітник відділу біохімії м’язів
доктор ветеринарних наук, професор, академік УААН Левченко Володимир Іванович, Білоцерківський державний аграрний університент, директор НДІ внутрішніх хвороб тварин, завідувач кафедри терапії та клінічної діагностики
Провідна установа
Інститут землеробства і біології тварин УААН, відділ біохімії живлення тварин, м. Львів
Захист відбудеться „29 ”вересня2000 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, Київ - 41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету: Київ-41, вул. Героїв оборони, 11, навчальний корпус № 10
Автореферат розісланий „ 28 ” серпня 2000 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Грищенко В. А.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Вивчення інтенсивності анаболічних та катаболічних процесів, зокрема особливостей системи метаболічної адаптації та ступеня резистентності організму новонароджених тварин під час переходу до постнатального розвитку, має важливе загальнобіологічне значення. Водночас нові дані, які отримані в цій області, визначають ефективність технологій вирощування та експлуатації, профілактики і лікування сільськогосподарських тварин. Відомо, що молекулярні адаптаційні механізми у тканинах новона-роджених тварин формуються у пренатальний період їхнього розвитку і значною мірою залежать від стану обміну речовин в організмі матері. Так, дія багатьох факторів зовнішнього середовища, які негативно впливають на технологію годівлі і утримання корів, передусім у сухостійний період, спричиняють суттєві патологічні зміни в організмі матері, плода і новонароджених телят.
До найбільш поширених ускладнень на ранніх етапах постнатального періоду онтогенезу великої рогатої худоби, які гальмують адаптацію новонароджених тварин до позаутробного життя, належать гострі шлунково-кишкові хвороби (Шарабрін І. Г., 1969; Сидоров М. А., 1981; Порохов Ф. Ф., 1983; Карпуть І. М., 1985; Тарасов І. І., 1984; Левченко В. І. та ін., 1988; Мельничук Д. О. , 1989; Захаренко М. О., 1992; Литвин В. П. та ін., 1992; 1994; Bouda I., 1997; Hartman H. et al., 1997; Цвіліховський М. І.,1999 та ін.). Ці захворювання мають, переважно, поліетіологічну природу. Тому виявлення первинних етіологічних факторів є дуже важливим для вірного вибору і застосування профілактичних засобів. З цією метою ведеться пошук ключових порушень у метаболізмі, які ініціюють зміни інтенсивності та спрямованості біохімічних реакцій у тканинах тварин і обумовлюють зниження резистентності їх організму під час неонатальної адаптації.
Численні дослідження, в тому числі кафедри біохімії і біотехнології Національного аграрного університету, свідчать про те, що майже у всіх телят під час народження спостерігається метаболічний ацидоз, який компенсується протягом першої–другої доби. Якщо ацидозний стан в організмі новона-роджених телят затягується на тривалий період, функціональна адаптація в системі органів травлення та дихання порушується, що обумовлює додаткові витрати на їхнє лікування. З огляду на це вивчення особливостей молекулярних механізмів системи метаболічного гомеостазу в організмі новонароджених телят має важливе теоретичне і практичне значення.
Суттєвим доповненням до наведених вище результатів є нова теорія функціонування метаболічної системи кислотно-лужного гомеостазу, яка сформульована академіком НАН України і УААН Д. О. Мельничуком на основі результатів, як особистих, так і досліджень багатьох авторів, у тому числі співробітників кафедри біохімії і біотехнології НАУ та інституту біохімії
ім.О. В. Палладіна НАН України. Основою цієї теорії є те, що в кожній клітині, крім відомих буферних систем, існує ще одна система забезпечення кислотно-лужного балансу — метаболічна. Так, наприклад, в умовах ацидозу, значна частина органічних кислот порівняно з нормою інтенсивно перетворюється в нейтральні та лужні сполуки, а за умов алкалозу перебіг цих процесів має протилежний характер. Загалом це сприяє стабільності рН клітин.
Виявилось, що новонароджені телята надзвичайно чутливі до змін в організмі кислотно-лужного стану (КЛС). За умов експериментального метаболічного ацидозу у них виникають глибокі порушення мінерального, азотного, енергетичного обміну, імунодефіцитний стан і гіпопротеїнемія (Любецька Т.В., 1987; Гончарук В.А., 1998). Це доводить актуальність вивчення зв’язку метаболічних змін у новонароджених тварин під час процесу адаптації їх до нових умов позаутробного життя як у нормі, так і за патологічних станів, що важливо для розробки способів корекції виявлених порушень і профілактики захворювань.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана в межах одного із основних напрямів науково-дослідної роботи кафедри біохімії та біотехнології факультету ветеринарної медицини Національного аграрного університету, який пов’язаний з вивченням особливостей обмінних процесів в організмі здорових новонароджених телят та за гострих розладів травлення з метою корекції виявлених порушень. Наукові дослідження виконувались:
– з 1989 по 1991рр. на замовлення Головного управління вищих навчальних закладів держкомісії при Раді Міністрів СРСР із продовольства та закупок (№ держреєстр. 134-72-4ж) за темою “Разработка технологии изготовления, производственного контроля и применения поливалентной вакцины и препарата, нормализующего обмен веществ при острых желудочно-кишечных заболеваниях телят”;
– з 1992 по 1995 рр. на замовлення Державного комітету України з питань науки і технологій ( програма “Продовольство”, шифр 3.6.1.— “Нові екологічно безпечні лікувальні засоби”, № держрєстр. 03.06.01./010-92 ) за темою “Розробити і впровадити у виробництво способи корекції порушень обміну речовин в організмі телят, які перехворіли гострими шлунково-кишковими хворобами”;
– з 1995 по 2000 рр. за тематикою Кабінету Міністрів України “Дослідити молекулярні механізми процесів травлення у шлунково-кишковому тракті сільськогосподарських тварин”, № держреєстр. 0196U001913.
Мета і задачі дослідження. Мета досліджень – встановити особливості молекулярних механізмів підтримання кислотно-лужного гомеостазу в організмі і залежних від нього метаболічних процесів на ранніх етапах постнатального періоду онтогенезу телят за адаптації їх до умов позаутробного життя у нормі, під час захворювання на гострі розлади травлення та після клінічного одужання (у відновлювальний період); розробити способи профілактики і корекції виявлених порушень фізіолого-біохімічних процесів у телят.
Для реалізації цієї мети було визначено наступні задачі:
– вивчити особливості компенсації респіраторно-метаболічного ацидозу і молекулярних механізмів регуляції КЛС у телят неонатального періоду онтогенезу;
– дослідити інтенсивність окисно-відновних процесів у тканинах телят під час компенсації респіраторно-метаболічного ацидозу в організмі у неонатальний період розвитку і адаптації їх до умов позаутробного життя;
– дослідити в динаміці закономірності показників КЛС крові телят до 30-добового віку в нормі, залежно від тяжкості перебігу гострих розладів травлення різної етіології та після клінічного одужання тварин;
– вивчити особливості регуляції енергетичного обміну в організмі телят під час гострого метаболічного ацидозу, дегідратації та циркуляторної гіпоксії при гострих розладах травлення;
– встановити особливості нормалізації КЛС, мінерально-вітамінного, енергетичного, азотного та білкового обміну у тварин, які перехворіли на гострі розлади травлення;
– за результатами біохімічних досліджень теоретично обґрунтувати та розробити способи профілактики і корекції виявлених метаболічних порушень в організмі телят у ранній постнатальний період розвитку.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше встановлено, що в неонатальний період онтогенезу в тканинах телят порівняно з плодовим періодом їхнього розвитку відбувається значна перебудова в енергетичному метаболізмі, що зумовлює зміну окисно-відновного стану нікотинамідних коферментів (співвідношення НАД+/НАДН і НАДФ+/НАДФН цитоплазматичної і мітохон-дріальної фракцій тканин); посилення інтенсивності окисно-відновних реакцій гліколізу і циклу трикарбонових кислот та гальмування амонієгенезу.
Встановлено, що гострий респіраторно-метаболічний ацидоз у неонатальних телят є наслідком компенсованого або субкомпенсованого метаболічного ацидозу у їх матерів. Низький лужний резерв у крові та дефіцит лужних еквівалентів у тканинах (зокрема лужноземельних металів) і молозиві обумовлюють зниження інтенсивності процесів компенсації неонатального ацидозу у новонароджених телят і гальмують процеси їхньої метаболічної адаптації до позаутробного життя.
Виявлено, що суттєве зниження лужного резерву в крові новонароджених телят на 20 і більше відсотків призводить до зменшення інтенсивності процесів компенсації неонатального ацидозу і є однією з передумов розвитку у них гострих розладів травлення різної етіології. При дегідратації і гіпоксії у телят під час гострих розладів травлення гальмуються НАД(Н)-залежні дегідрогеназні реакції, активується окислення в мітохондріальній фракції печінки на рівні сукцинатдегідрогеназного комплексу з наступним його інгібуванням за суттєвого зменшення у крові телят вмісту глутамату, а-кетоглутарату, оксалоацетату (як попередників сукцинату) і посилюються процеси амонієгенезу.
Вперше встановлено, що адаптація телят до постнатального періоду розвитку у разі клінічного одужання їх після гострих розладів травлення гальмується частковою нормалізацією обміну речовин в організмі. Компенсований респіраторно-метаболічний ацидоз, дефіцит макро- і мікроелементів та вітамінів, висока активність амоніє- і уреогенезу, низька інтенсивність окисно-відновних процесів свідчать про порушення в окремих ланках метаболізму, що супроводжується пригніченням біосинтетичних процесів у тканинах і глибокими деструктивними змінами в системі еритроцитопоезу.
В дослідах на тільних коровах і новонароджених телятах (здорових і хворих на гострі розлади травлення та у відновний період) вперше показано, що як з профілактичної, так і з лікувальної точок зору досить ефективним є застосування раніше розробленого під керівництвом академіків НАН України М. Ф. Гулого і Д. О. Мельничука препарату “Карбоксилін” і розроблених нами на його основі препаратів “Глутасол” та “Реабіліт”, які коригують порушення кислотно-лужного стану, окисно-відновних процесів циклу трикарбонових кислот, амонійного та мінерального обміну в тканинах.
Практичне значення одержаних результатів. На підставі результатів досліджень запропоновано введення у практику ветеринарної медицини препарату “Глутасол” з метою профілактики та лікування гострих розладів травлення в телят ( А.с. № 1761098 СРСР, МКІ А 61/00 К. Опубліковано 24.05.1990 р. Технічні умови на препарат затверджено Державним департаментом ветеринарної медицини, 1992 р.) та препарату “Реабіліт” — для прискорення інтенсивності реабілітації порушень обмінних процесів в організмі після клінічного одужання тварин (Патент № 17984 А Україна, МКІ 6А 23 К1/16. Опубліковано 17. 06. 97 р.).
Розроблено рекомендації для фахівців ветеринарної медицини “Профілактика метаболічного ацидозу в корів у сухостійний період і новонароджених телят”, які затверджено науково-технічною радою Державного департаменту ветеринарної медицини Міністерства аграрної політики України 17 грудня 1999 р. (протокол № 2).
Одержані результати можуть бути використані в науковій роботі при вивченні особливостей обміну речовин в організмі новонароджених тварин з метою вдосконалення технології утримання та вирощування їх, а також у навчальному процесі при викладанні таких дисциплін як біохімія, клінічна діагностика, терапія, акушерство і годівля тварин.
Особистий внесок здобувача. За безпосередньої участі автора визначено науковий напрям досліджень, проведено науково-виробничі досліди, пов’язані з біохімічними дослідженнями, вивченням профілактичної, терапевтичної та економічної ефективності застосування розроблених препаратів. Дисертантом особисто узагальнені результати досліджень і сформульовані висновки.
Автор висловлює щиру подяку за наукову і методичну координацію під час виконання дисертаційної роботи науковому консультанту академіку НАН Укра-їни і УААН Д. О. Мельничуку, співробітникам кафедри біохімії і біотехнології факультету ветеринарної медицини НАУ, науковим співробітникам відділів регу-ляції біосинтезу білка і біохімії коферментів інституту біохімії ім. О. В. Палла-діна за методичну допомогу в здійсненні частини біохімічних досліджень.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідались і обговорювались на 26th World Veterinary Congress WSA ( Lyon-France, 1999 ); на міжнародних конференціях — ESVCN Conference of Munich European Society of Veterinary and Comparative Nutrition (1997 ), Parnace conference ( Gdansk, 1998), “Біологічні основи живлення с.-г. тварин” (Львів, 1998), “Конкурентноспособное производство продукции животноводства в республике Беларусь” (Жодино, 1998); на Українських біохімічних з’їздах (Івано-Франківськ, 1987; Київ, 1992, 1997), Всесоюзному з’їзді гастроентерологів (Ленінград,1990); науково-практичній конференції “Неінфекційна патологія тварин” (Біла Церква,1995), на Першій всеукраїнській науково-виробничій конференції ветеринарних патологів “Актуальні питання ветеринарної патології” (Київ, 1996), на науково-практичній конференції “Хвороби органів травлення новонароджених тварин, діагностика, лікування, профілактика та прогнозування” (Київ,1998), на наукових конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів НАУ (Київ, 1988 -1999), на засіданні НТР Державного департаменту ветеринарної медицини при Міністерстві АПК України (Київ, 1999).
Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 54 наукових працях, із них 27 статей ( 6 одноосібних ), 2 патенти на винахід.
Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 288 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел (241 джерело вітчизняних авторів і 365 — зарубіжних). Робота містить 29 таблиць, 13 рисунків та 15 додатків.
Загальна методика та основні методи досліджень
Дослідження проводили на кафедрі біохімії та біотехнології НАУ, в Інституті біохімії ім. А.В. Палладіна (відділи регуляції обміну речовин та коферментів), Інституті екогігієни і токсикології ім. Л. І. Медведя (лабораторія біохімії) та господарствах Київської області в період з 1987 по 1999 рр.
Під час експериментальних досліджень проведено 6 серій науково-виробничих дослідів на великій рогатій худобі. Об’єкти дослідження — корови чорно-рябої породи (3 – 4-ї лактації) сухостійного і післяродового періоду (n = 80), плоди ( n = 7) та новонароджені телята (n = 425).
У першій серії досліджень вивчали: 1) залежність лужного резерву крові новонароджених телят від КЛС тільних корів та особливості компенсації
респіраторно-метаболічного ацидозу у телят неонатального періоду онтогенезу (протягом перших 36 год життя); 2) взаємозв’язок між катіонно-аніонним складом крові і молозива корів та нормалізацією КЛС крові новонароджених телят. Досліди проводили в господарствах Київської області: радгоспи “Сошня-ківський”, “Хотівський”, “Совки”, “Великоснітинський” , ксп “Селищанське”. Із корів двох останніх господарств було сформовано дві групи тварин (по 8 голів у кожній). Корів піддослідних груп утримували на силосно-жомовому раціоні, у якому співвідношення між лужними і кислими еквівалентами становило 1,2 : 1,0 (контрольна група) і 0,8 : 1,0 (дослідна група).
КЛС і катіонно-аніонний склад плазми крові визначали у корів під час сухостою та через 1 год після отелення їх, а також у народжених від них телят: до згодовування першого молозива та через 24 і 48 годин позаутробного життя. Вміст макроелементів (натрію, калію, кальцію, та магнію) у плазмі крові піддослідних тварин і сироватці молозива визначали за допомогою атомно-адсорбційного спектрофотометра ААS-30 (Німеччина), хлоридів і неорганічного фосфору — за допомогою біотестів фірми “Lachema”, бікарбонатів — мікроаналізаторів газів крові фірм “Rodelkis” (Угорщина ) та Radiometer ABL-505 (Данія ), загального білка в молозиві — біуретовим методом.
Кислотний залишок ( іони SO та органічні кислоти ) обчислювали за різницею між загальною сумою катіонів та сумою аніонів хлору, неорганічного фосфору, бікарбонатів та білка. Буферну ємність плазми крові і молозива визначали за сумою вмісту іонів бікарбонатів, неорганічного фосфору, білка та кислотного залишку (Й.Тодоров, 1960; Н. Е. Качанов,1974 ).
У другій серії експериментів досліджували рівень та співвідношення між метаболітами і активністю ферментів НАД(Ф)-залежних дегідрогеназних систем енергетичного обміну в тканинах плодів (9 місяців) великої рогатої худоби і в тканинах новонароджених телят (друга–третя доба позаутробного життя).
Зразки тканин плоду (печінки, нирок, серця ) відбирали через 10 хв після декапітації корів ( n = 7 ), тканин телят (печінки, нирок) — після декапітації тварин (n = 3) і шляхом біопсії (печінки, n = 4 ). У всіх випадках тканини відразу заморожували при –250 С. У мітохондріальній та цитоплазматичній фракціях клітин визначали вміст субстратів гліколізу і циклу трикарбонових кислот та активності НАД(Н)- і НАДФ(Н)-залежних дегідрогеназ. У нейтралізованих екстрактах печінки, нирок і серця, досліджували вміст лактату, пірувату, малату, оксалоацетату,  -кетоглутарату та глутамату (H.I. Hohorst et al., 1963; H.V. Berg-meyer et al.,1963), використовуючи кристалічні препарати лактатдегідрогенази (ЛДГ, КФ 1.1.1.27) із м’язів, малатдегідрогенази (МДГ, КФ 1.1.1.37) із серця свині (“Reanal”, Угорщина ), а також глутаматдегідрогенази (ГДГ, 1.4.1.2 ) із печінки великої рогатої худоби (“Ferak”, Німеччина), окислену і відновлену форму піридиннуклеотидів (“Serva”,США ).
У мітохондріях та цитоплазмі, які отримували методом диференціального центрифугування, визначали активність ЛДГ (КФ 1.1.1.27), ГДГ (КФ 1.4.1.3.) і МДГ (КФ 1.1.1.40 і 1.1.1.37) за швидкістю поглинання чи утворення НАД(Ф)Н. Вміст білка в інкубаційній суміші досліджували методом О.Н. Lowry (1951).
Окисно-відновний стан вільних НАД (Ф)- пар у компартментах клітин виз-начали за вмістом субстратів лактат-, малат- та глутаматдегідрогеназної систем, використовуючі відповідні константи рівноваги (Krebs H.A.,1949) та дані з концентрації аміаку в тканинах (Силакова А. І та ін., 1962) і розчинного СО2.
У третій серії експериментів вивчали можливість профілактики зниження лужного резерву як у корів (до і після отелення), так і у народжених від них телят. Для дослідження відібрано дві групи нетелів за 4 – 5 тижнів до отелення (n = 8), яких утримували на силосно-жомовому раціоні. Нетелі дослідної групи до отелення, крім основного раціону отримували препарат карбоксилін у дозі 0,30–0,35г на кг маси тіла щодоби у два прийоми. КЛС корів контролювали через 2 тижні після початку згодовування їм препарату і за 3–7 діб до отелення.Через 6 год після отелення визначали показники кислотно-лужного стану крові як у корів, так і у народжених від них телят. Рівень кальцію, магнію, фосфору, глюкози, та активність ЛДГ (КФ 1.1.1.27) в плазмі крові визначали за допомогою біохімічного напівавтоматичного аналізатора Microlab-200 фірми “AVL” (Голландія).
У четвертій серії досліджень вивчали показники КЛС крові у здорових телят через 3 – 4 (n = 16), 6 – 7 (n = 16 ), 10 – 12 (n = 8), 20 – 22 (n = 8), 30 – 32 (n = 16) діб після народження із радгоспів “Тарасівський” та “Хотівський” Київської області, а також досліджували проби крові тварин 3 – 5- добового віку (n=15 ) з ознаками діареї залежно від періоду хвороби ( до початку патологічного процесу, під час перших ознак його, середнього та тяжкого стану хвороби) і різної етіології (диспепсія, колібактеріоз, змішана інфекція).
Паралельно вивчали зміну реакції вмісту сичуга і кислотоутворюючу функцію його у телят із симптомами діареї під впливом одноразового та більш тривалого перорального застосування гідрокарбонату натрію в дозі відповідно до ступеня ацидозу в їхньому організмі. Величину рН, загальну кислотність, зв’язану і вільну соляну кислоту сичужного вмісту телят досліджували загальноприйнятими методами (В. В. Меньшиков, 1978) натщесерце, через 15 хв після згодовування їм гідрокарбонату натрію ( за 15 хв до годівлі ), потім через 1, 2, 3 та 5 год після годівлі і на другу добу після початку корекції ацидозу. Сичужний вміст одержували за допомогою зондування сичуга телят за методом Симонова та Мушинського.
У п’ятій серії досліджень вивчали особливості азотного та енергетичного обміну 7 – 8 добових телят (n=8), хворих на просту та токсичну диспепсію. У крові досліджували вміст субстратів окисно-відновних реакцій і величину гематокриту, в її плазмі — активність АСТ за тест-системою ″Reachim″. В ізольованих мітохондріях клітин печінки телят (n=8) визначали активність СДГ за методом E. Rossi et al., 1970. Тканину печінки, одержаної шляхом біопсії в умовах господарства, охолоджували до 0 – 2 °С і доставляли в лабораторію протягом 2 год.
У цій серії експериментів вивчали вплив глутамату натрію на обмін речовин в організмі телят із гострими розладами травлення у зимово-весняний період під час 100%-го захворювання їх. У дослід було включено п’ять груп хворих телят-аналогів ( n = 10 – 12 ) 5 – 7-добового віку. Телят контрольної групи до клінічного одужання за 30 хв до годівлі напували фізіологічним розчином у кількості 1 л за один прийом. Телятам першої – четвертої дослідних груп до такої самої кількості фізрозчину додавали глутамат натрію у дозі 0,1; 0,2; 0,4 і 0,6 г на 1 кг маси тіла відповідно.
У крові визначали показники КЛС, вміст субстратів окисно-відновних реакцій за вищезазначеними методами, кетонових тіл (В. Й. Баєв та ін., 1974), глюкози, сечовини — за тест-системою "Reасhіm", аміаку та глутаміну.
У шостій серії досліджень вивчали особливості обміну речовин у телят 20-добового віку, які перехворіли на гострі розлади травлення різної етіології. Біохімічні дослідження крові телят проводили під час гострого перебігу хвороби та після неї – в 20-добовому віці. Вміст вітамінів і мінеральних речовин визначали лише у телят 20-добового віку. Концентрацію мінеральних речовин у крові досліджували на атомно-абсорбційному спектрофотометрі AAS-1, вміст вітамінів (А, Е, В1, В2, РР, С) – у сироватці крові загальновідомими методами (в лабораторії відділу біохімії коферментів Інституту біохімії ім. А.В. Палладіна НАН України). Крім того, у крові телят (3–5- та 30-добового віку) досліджували вміст загального гемоглобіну, білірубіну, його форм, а також якісні і кількісні зміни у вмісті ретикулоцитів (В. В.Меньшиков,1987).
Вивчали також вплив мінеральних сумішей і розробленого нами лікувально-профілактичного препарату “Реабіліт” на інтенсивність нормалізації обміну речовин у телят реабілітаційного періоду. Суміші мінеральних речовин у профілактичних, лікувально-профілактичних і лікувальних дозах телята дослід-них груп (відповідно друга, четверта, п’ята, n =10) одержували з молоком у вигляді водного розчину тричі на добу, протягом 10-ти діб після клінічного одужання ( з 10 –12 -добового віку). Телятам контрольних груп (першій і третій, n = 10) мінеральні суміші до раціону не додавали.
За аналогічною схемою визначали лікувально-профілактичний ефект препарату реабіліту. Телята дослідної групи ( n = 12 ) одержували 100 мл 22%-го розчину препарату перорально протягом 10 діб тричі на добу, а телята контрольної групи замість реабіліту — 100 мл фізрозчину.
Результати досліджень оброблено статистично з використанням електрон-них таблиць “Excell” на комп’ютері Pentium-166.
Характеристика параметрів КИСЛОТНО-ЛУЖНОГО СТАНУ крові корів у сухостійний період
Показники КЛС крові корів свідчать, що лише в одному із п’яти досліджуваних господарств (радгосп “Великоснітинський” ) вони відповідають фізіологічним величинам, а саме: значення рН крові становило 7,45 ± 0,01, концентрація бікарбонатів ([[НСО ]]) – 30,0 ± 0,46 мМ, величина рСО2 – 41,8 ± 0,84 мм рт. ст. (табл.1 ).
Таблиця 1 – Кислотно-лужний стан крові корів у сухостійний період, мМ
( М ±± m, n = 8 – 16)
* Різниця вірогідна порівняно з тваринами першого господарства, р << 0,05.
У крові корів інших господарств (друге – п’яте) порівняно із першим виявлено зниження рівня лужного резерву, яке свідчить про тенденцію розвитку компенсованого чи субкомпенсованого ацидозу в їхньому організмі. Наявність компенсованої форми порушення КЛС в організмі підтверджується утриманням величини рН крові на фізіологічному рівні (7,41—7,42) за пониженої концентрації у ній бікарбонатів (25,7 – 27,3 мМ ) і зниження значення рСО2. Величина співвідношення НСО / Н2СО3 у цьому випадку коливається в межах норми і має навіть тенденцію до збільшення (20,2 – 22,2 ). Співвідношення між НСО та Н2СО3 у крові корів третього та четвертого господарств ще утримується на фізіологічному рівні, однак спостерігається помітне зниження показника зміщення буферних основ (ЗБО), навіть до від’ємного значення [0,9 – (-1,8) мМ ], що свідчить про розвиток дефіциту буферних основ і утворення надлишку нелетких кислот у тканинах і, отже, виникнення субкомпенсованого метабо-лічного ацидозу в їхньому організмі. Такий стан корів потребує відповідної корекції раціонів.
Динаміка параметрів кислотно-лужного стану крові у новонароджених телят
Межі коливання величини рН крові відразу після народження телят за фізіологічного перебігу родів на фоні високих значень рСО2 (від 48,0 – 56,0 до 60,0 мм рт.ст.) становлять 7,26 –7,36, концентрація бікарбонатів — 20,0 – 30, 0 мМ (табл.2).
Показник ЗБО свід-чить про низький вміст у крові телят буферних основ [- 4,0 - (+1,7) мМ]. У разі від’ємного значення цього показ-ника, в організмі телят спостерігається дефіцит буферних основ. Пот-рібно зазначити, що телята народжуються переважно у стані рес-піраторно-метаболічно-го цидозу. Респіратор-ний ацидоз компенсу-ється, починаючи з 48 години позаутробного життя, а компенсація метаболічного — відбувається вже протягом перших 24 год після народження (концентрація бікарбонатів зростає до 30 мМ). Підтвердженням повної компенсації метаболічного ацидозу в організмі телят за 24-ї год після народження є підвищення значення ЗБО крові, рівень якого навіть вищий від такого у матерів.
Відразу після народження у телят спостерігається стан помірної гіпероксії. Величина рО2 їхньої крові з першої до 48-ї години постнатального розвитку знижується від 27,20 ± 1,04 до 20,53 ± 0,57 мм рт.ст. У 10% телят зареєстровано низькі показники рО2 при народженні — від 17,0 до 20,0 мм рт.ст.
Значну ацидемію виявлено у телят, які народились від корів з компенсованим метаболічним ацидозом. 80% таких тварин мають від’ємне значення ЗБО. За клінічним станом вони не відрізняються від здорових новонароджених телят, але з другої доби життя у них спостерігаються ознаки гострого розладу травлення.
Катіонно-аніонний склад крові і молозива корів
та нормалізація кЛС КРОВІ новонароджених телят
Згідно з результатами досліджень у крові корів, яких утримували в сухостійний період на раціоні із співвідношенням в ньому лужних і кислих еквівалентів 0,8 : 1 (дослідна група), вміст бікарбонатів вірогідно нижчий. Це мало б змінити величину її рН, якби підвищення концентрації вуглекислоти в крові не стимулювало газообмін в легенях, що зумовлює зниження рСО2. Внаслідок цього значення співвідношення НСО / Н2СО3 і рН утримуються в межах норми, що дає підставу діагностувати в організмі тварин наявність компенсованого метаболічного ацидозу.
За умов дефіциту бікарбонатів плазма крові корів дослідної групи за сумою катіонів і аніонів майже однакова з такою у контролі, однак у пулі катіонів виявлено тенденцію до зниження вмісту кальцію, вірогідне зменшення рівня магнію ( на 28% ) та збільшення – калію (на 19%). Недостатність в організмі кальцію і магнію може призвести до порушення кислотно-лужного стану в тканинах.
Зміна рівня аніонів плазми крові – компонентів буферної системи крові –досліджуваних корів, порівняно із контролем, обумовлена зниженням концентрації бікарбонатів та білка, що компенсується підвищенням вмісту на 43% органічних кислот (кислотного залишку); зниженням буферної ємності; низьким значенням кальцій-фосфорного коефіцієнта; різницею у величині співвідношення Na+: K+, Cl : HCO . Через годину після родів у цих корів спостерігається гіпопротеїнемія, гіпомагніємія, порушення кальцій-фосфорного обміну і співвідношення між окремими лужними та кислими еквівалентами плазми крові.
Сума катіонів та аніонів плазми крові корів після родів у обох піддослідних групах виявилась подібною до такої у плазмі крові новонароджених телят до першої годівлі їх молозивом. Загальний рівень катіонів і аніонів у плазмі крові телят піддослідних груп відразу після народження був також майже однаковим, але спостерігались виражені зміни в катіонно-аніонному складі її. Так, вміст кальцію (на 20,9% ), магнію (на 34,5%), бікарбонатів ( на 20%) і буферна ємність плазми крові новонароджених телят контрольної групи до отримання молозива були вищими, а концентрація калію і рівень кислотного залишку — нижчими, ніж у телят дослідної групи (рис.1).
Протягом першої доби телята, які народились від корів з компенсованим метаболічним ацидозом, отримували молозиво, яке значно поступалось за вмістом кальцію, магнію, неорганічного фосфору і органічних кислот і, загалом, за сумою катіонів та аніонів молозиву корів з фізіологічними показниками КЛС. На другу добу після родів у молозиві корів обох груп помітно зменшується вміст кальцію, магнію, хлору та білка. Однак виявлена в першу добу різниця у вмісті зазначених показників у молозиві корів обох груп зберігається і на другу.
Водночас у плазмі крові телят контрольної групи в цей період сума катіонів та аніонів і, відповідно, буферна ємність є вірогідно більшою, ніж у дослідних. Високий рівень лужного резерву і буферної ємності крові новонароджених телят супроводжується підвищенням у ній кальцію та магнію. Тому, вищезазначені зміни у катіонно-аніонному складі плазми крові телят дослідної групи детермінують недостатність механізмів компенсації неонатальних змін у кислотно-лужному гомеостазі організму тварин після народження. Так, величина рН крові телят дослідної групи на 48-у години життя була меншою ( 7,38 ) порівняно з такою в телят контрольної групи як на 24-у (7,43 ), так і 48-у (7,42 ) години неонатального розвитку їх. Величина ЗБО свідчить про те, що протягом цього періоду у телят дослідної групи за пониженого вмісту бікарбонатів (23,42—26,72 мМ ) рівень буферних основ майже вдвічі менший, ніж у контрольній, у яких спостерігається достатньо високий лужний резерв (концентрація бікарбонатів становить 28,13— 32,25 мМ ).
Загалом зниження інтенсивності надходження в організм новонароджених телят мінеральних речовин, зокрема лужноземельних катіонів, стримує нормалізацію показників кислотно-лужного стану їхньої крові під час адаптації до умов позаутробного життя, що негативно може впливати на обмін речовин і формування колострального імунітету.
Стан окисно- відновних процесів у тканинах великої рогатої худоби під час переходу ЇХ до постнатального ПЕРІОДУ розвитку
Згідно з результатами досліджень, у пренатальний період онтогенезу в тканинах тварин спостерігається накопичення лактату (найбільше в серцевому м’язі). Порівняно з новонародженими телятами рівень його в печінці плода на 32% вірогідно вищий (табл. 3).
Переважне окислення НАД+ у цитоплазмі клітин печінки у пренатальний період розвитку телят порівняно з початком позаутробного життя підтверджується високим вмістом лактату і більшою величиною співвідношення НАД+/НАДН (рис. 2), в той час як у мітохондріях спостерігається низьке значення його. Водночас, у новонароджених телят зниження величини співвідношення НАД+/НАДН в цитоплазматичній фракції клітин печінки відбувається на фоні зростаючої інтенсивності відновлення пірувату— активність лактатдегідрогенази (ЛДГ) у цитозолі печінки та нирок порівняно із пренатальним періодом розвитку зростає в середньому на 17% (табл. 4).
Понижене значення НАД+ / НАДН у мітохондріях клітин печінки плода (майже у три рази) порівняно з новонародженими телятами свідчить про відносний “спокій ” у них окисно-відновних процесів. З цього випливає, що після народження тварин анаеробний гліколіз і цикл трикарбонових кислот в тканинах телят становлять велику частку в катаболізмі вуглеводів до повного окислення (до СО2). Домінування анаеробного гліколізу в плода над процесами окислення в циклі трикарбонових кислот, очевидно, є найбільш раціональним шляхом трансформації енергії відповідно до фізіологічних потреб організму.
Підтвердженням низької інтенсивності процесів окислення в циклі трикарбонових кислот під час пренатального онтогенезу є високий вміст у тканинах плода оксалоацетату і малату та низький —  -кетоглутарату. Накопичення малату в печінці і нирках плода порівняно із тканинами у телят, пояснюється, очевидно, меншою швидкістю його окислення, оскільки активність малатдегідрогенази (МДГ) в печінці і нирках плода на 100 і 215% відповідно нижча від такої після народження телят. Вірогідно вищій вміст оксалоацетату в печінці плода, порівняно з нирками та серцем, може бути зумовлено високою інтенсивністю процесів глюконеогенезу. Під час вивчення оборотної реакції (відновлення оксалоацетату) за участю МДГ виявилось, що активність її в мітохондріях печінки та нирок новонароджених телят підвищилась у 2 і 4 рази відповідно (табл. 4).
Таблиця 3 – Вміст метаболітів NAD (P)+- залежних дегідрогеназних систем у тканинах плода і телят, мкмоль/ г сирої тканини (М ± m , n = 7).
*,** Вірогідна різниця порівняно із печінкою плоду, р < 0,05 . Концентрація СО2 обчислена у внутрішньоклітинному середовищі.
Вміст  -кетоглутарату в тканинах печінки плоду порівняно з новона-родженими телятами був нижчим на 100% і настільки ж вищим — вміст глутамату. Синтез глутамату з  -кетоглутарату є потужним механізмом зв’язування у тканинах NH3. Удвічі більший рівень останнього в печінці і нирках плоду порівняно з новонародженими телятами узгоджується з високою активністю глутаматдегідрогенази (ГДГ) і більшим вмістом у них глутамату. В умовах раціонального забезпечення тканин киснем у плацентарний період
Рис.2 Величина співвідношення НАД(Ф)-пар у цитоплазматичній і мітохондріальній фракціях тканин плодів і новонароджених телят ( n = 7 )
Таблиця 4 – Активність дегідрогеназ цитозольної і мітохондріальної фракцій печінки і нирок плодів великої рогатої худоби і новонароджених телят,
нмоль / хв на 1 мг білка ( М ± m, n = 3 – 7).
розвитку, очевидно, гальмується інтенсивність процесів аеробного окислення відповідно до існуючих потреб, а субстрати циклу використовуються в реакціях біосинтезу, тобто спостерігається анаболічна спрямованість циклу, що підтверджується підвищенням активності НАДФ-залежної МДГ у цитоплазмі клітин печінки ( на 45% ) і нирок плоду (на 63 % ) порівняно з позаутробним життям.
Метаболічна адаптація новонароджених тварин до індивідуального розвитку пов’язана з активацією окисно-відновних процесів у циклі трикарбонових кислот з переважною інтенсифікацією процесів окислення, внаслідок чого зростає біоенергетична потужність циклу. Під час неповної компенсації неонатального ацидозу за низького лужного резерву в тканинах, активність ферментів енергетичного обміну може не відповідати існуючому рівню метаболічної адаптації після народження. Активація окисно-відновних процесів гліколізу і циклу трикарбонових кислот при цьому стримується, а енергетичне забезпечення структурно-функціональної адаптації новонароджених тварин буде неадекватним і малоефективним.
Профілактика зниження лужного резерву в
тканинах корів до і після отелення та ЗА гострого
неонатального ацидозу У телят
На початку досліду показники КЛС крові нетелів піддослідних груп (вихідні дані ) свідчать про розвиток в організмі компенсованого метаболічного ацидозу: спостерігається знижений вміст бікарбонатів (25,71±0,62 мМ ) і низька величина рСО2 (38,12 ± 0,88 мм рт.ст.) крові за фізіологічного значення її рН. Крім того, закислення внутрішнього середовища організму нетелів супроводжується зниженим вмістом у крові магнію, глюкози та порушенням кальцій-фосфорного співвідношення (табл. 5). Через два тижні після початку згодовування нетелям карбоксиліну показники КЛС крові тварин дослідної групи перебувають у межах норми ( рН становить 7,46 ± 0,01, рСО2 –39,36 ± 0,34 мм рт. ст., концентрація НСО – 27,46 ± 0,40 мМ). Крім того, величина рО2 має тенденцію до зниження внаслідок високої активності окисно-відновних процесів в організмі вагітних тварин цієї групи. У нетелів контрольної групи спостерігається тенденція до подальшого зміщення показників КЛС у бік ацидозу. У чотирьох із восьми нетелів цієї групи (тобто 50% ) виявлено навіть помірний (субком-пенсований ) ацидоз. За 3 – 7 діб до отелення в нетелів дослідної групи зареєстровано високий (в межах норми ) лужний резерв (30,63 ± 1,38 мМ). Величина рН крові (7,46 – 7,49 ) при цьому свідчить про незначний метаболічний алкалоз, а показники рО2 крові вірогідно нижчі, ніж у нетелів контрольної групи, у яких діагностовано субкомпенсований метаболічний ацидоз. Лужний резерв їхньої крові значно знижується ( 24,83 ± 0,97 мМ) порівняно з нетелями, які отримували карбоксилін.
Таблиця 5 – Показники обміну речовин у крові корів і новонароджених телят в умовах профілактики зниження лужного резерву, мМ ( M ±m, n=8)
* Різниця показників вірогідна порівняно з контролем, р < 0,05.
Через 6 год після отелення корів дослідної групи показники КЛС вказують на наявність у них компенсованого метаболічного ацидозу. На тлі зниження в крові концентрації бікарбонатів, порівняно з періодом до отелення, адекватно зменшується величина рСО2, що сприяє утриманню величини співвідношення НСО / Н2СО3 і рН крові на фізіологічному рівні (20,82 і 7,43 відповідно). У тварин контрольної групи розвивається помірний респіраторно-метаболічний ацидоз (величина рН крові – 7,38 ± 0,01 ; [ НСО ]– 21,62 ± 1,0 мМ; ЗБО – ( - 0,06 мМ ), НСО / Н2СО3 – 16,89).
Згодовування карбоксиліну призвело до збільшення в крові нетелів, порівняно із контролем, вмісту магнію і нормалізації кальцій / фосфорного співвідношення. Наявність ацидозного стану в організмі корів контрольної групи після родів підтверджується вірогідно високою активністю ЛДГ плазми крові.
Збільшення вмісту бікарбонатів ( на 26,5%) і білка (на 9,6%) у першому молозиві корів, які отримували карбоксилін, є наслідком високої інтенсивності окисних і біосинтетичних процесів у їхньому організмі, що підтверджується вірогідно нижчим, порівняно з контролем, рівнем рО2 в крові за тиждень до отелення.
У крові телят, які народились від корів з високим лужним резервом крові, (дослідна група ) після першого згодовування молозива (через 6 год позаутробного життя) відбулась швидка компенсація неонатальних змін у КЛС. У телят контрольної групи, які народились від корів у стані ацидемії, у цей період діагностовано помірний респіраторно-метаболічний ацидоз.
Результати досліджень свідчать, що застосовання вагітним тваринам карбоксиліну у дозі 0,30–0,35 г на кг маси в два–три прийоми щодоби за 4–5 тижнів до отелення сприяє підтриманню в їхньому організмі і у народжених від них телят відповідного рівня лужного резерву і тим самим запобігає розвитку гострого метаболічного ацидозу.
Динаміка параметрів КИСЛОТНО-ЛУЖНОГО СТАНУ крові клінічно здорових телят залежно від віку
У клінічно здорових телят на третю–четверту добу після народження порівняно з 48-ю год життя (табл.2) КЛС крові характеризується фізіологічним значенням рН ( 7,42 ± 0,01) і достатньо високою величиною ЗБО (8,83 ± 0,82 мМ) та лужного резерву ( концентрація бікарбонатів становить 31,79 ± 1,40 мМ) і підвищенням рСО2 (54,25 ± 2,1 мм рт.ст.).
З 6-ї до 12-ї доби рСО2 крові телят істотно знижується. На 10–12-у добу ці зміни стають вірогідними порівняно з 3 – 4 добою після народження. З віком вміст бікарбонатів у крові телят значно підвищується. Величина рН при цьому утримується на фізіологічному рівні. Про наявність компенсованого респіраторного ацидозу на 6–7-у добу і стабілізацію показників КЛС на 10–12-у добу постнатального розвитку тварин свідчить величина співвідношення НСО / Н2СО3: 18,7 і 21,0 відповідно.
Внаслідок подальшого зростання концентрації бікарбонатів у крові на 20–22-у і 30–32-у добу позаутробного життя до 39,4 і 36,4 мМ відповідно спостерігається тенденція до збільшення величини ЗБО (11,3 ±0,93 та 9,57 ± 0,60 мМ), яка майже вдвічі перевищує її на 3–4-у добу. Помірний стан гіперкапнії (рСО2 становить 54,5 ±1,46 та 50,3 ± 1,74 мм рт.ст.) на тлі вищезазначених змін дає підставу вважати, що КЛС здорових телят 20-30-добового віку характеризується високим лужним резервом, що свідчить про незначний метаболічний алкалоз, компенсований респіраторним ацидозом.
КЛС крові новонароджених телят при захворюванні їх на гострі розлади травлення різної етіології і різної тяжкості перебігу суттєво змінюється.
Залежність параметрів КИСЛОТНО-ЛУЖНОГО СТАНУ крові телят від клінічного стану їх під час ГОСТРИХ РОЗЛАДІВ ТРАВЛЕННЯ
Ще до перших симптомів діареї у крові хворих телят порівняно зі здоровими було виявлено зниження концентрації бікарбонатів (на 10%) буферних основ (на 10,5% ) та підвищення рівня рСО2 (на 25%, табл.6).
Під час появи симптомокомплексу діареї у крові телят спостерігається різке зниження концентрації бікарбонатів, буферних основ і зменшення рівня
рСО2. Посилення клінічних ознак гострого розладу травлення супроводжується розвитком декомпенсованого метаболічного ацидозу різного ступеня прояву, що проявляється суттєвим зниженням рН крові (7,34–7,20 ), зменшенням вмісту в ній бікарбонатів (на 50%) і від’ємним значенням ЗБО. Такий КЛС крові телят спостерігається за середнього ступеня тяжкості хвороби.
| 
