Введение к работе
Актуальность темы. Стратегической целью реализации приоритетного национального проекта по эффективному развитию агропромышленного комплекса России является обеспечение ее продовольственной безопасности (С. Г. Митин, 2005; А. В. Гордеев, 2006).
Известно, что от бесперебойного и достаточного по медицинским нормам снабжения населения основными продуктами питания зависят судьбы людей, поддержание их активной и здоровой жизни. Ухудшение же питания населения влечет за собой необратимые демографические изменения, увеличивает социальную и межрегиональную напряженность (А. С. Малахов, 2000; В. Н. Сергеев, 2000; Н. И. Стрекозов, Л. Л. Комаров, 2001; А. Т. Мысик, 2006 и др.).
Ведение животноводства в современных условиях неизбежно сопровождается антропогенными вмешательствами в эволюционно сложившиеся цепи питания, среду обитания животных, биологические циклы их развития, отношения с сообществом вирусов и бактерий (В. С. Бузлама, 2000; А. М. Смирнов и соавт., 2001; Б. Д. Кальницкий и соавт., 2001; А. Ф. Кузнецов, М. С. Найденский, А. А. Шуканов и соавт., 2001; Е. С. Воронин и соавт., 2002; Н. С. Шведова, Г. И. Боряев, Ю. Н. Федоров и соавт., 2004). При этом имеют место перенапряжение функций систем-детерминантов адаптации, нарушение их координации, изменение механизма биохимических реакций, приводящие к развитию стресса в организме и его вредных последствий: интенсификации процессов свободно-радикального окисления; угнетению клеточного и гуморального звеньев естественного иммунитета; возникновению иммунодефицитного состояния организма (А. Т. Шахов и соавт., 2000; А. И. Кузнецов, Г. А. Ручкина, 2000; Т. В. Гарипов и соавт., 2003; П. Я. Гущин и соавт., 2005; Ю. Н. Федоров, 2005 и др.).
В то же время по данным А. В. Жарова, В. П. Шишкова, 1998; А. И. Кузнецова, Г. А. Ручкиной, 2003; В. Ф. Лысова, В. И. Максимова, Н. Р. Игламова, 2004; Н. М. Бережной и соавт., 2007; Е. А Корневой и соавт., 2007 и др., адаптационные и компенсаторные реакции организма запускаются под влиянием физиологических и патологических стимулов. Ответ организма на действие последних выражается в повышении расходования энергии с усиленным распадом веществ и реконструкцией структур. На начальных этапах адаптационных и компенсаторных реакций включаются адаптивные механизмы регуляции гомеостаза. Снижается содержания белка, гликогена, усиливается тучноклеточная реакция с дегрануляцией клеток и выделением биогенных аминов, возрастает активность оксиредуктаз и гидролаз, повышается интенсивность синтеза РНК в клетках на существующих структурах (срочная адаптация с усилением синтеза ферментных и структурных белков). В более поздние сроки происходит репликация ДНК (долгосрочная, радикальная адаптация), обеспечивающая гипертрофию существующих структур, соматическую полиплоидию с расширением энергетической и материальной базы клеток, особенно нейроэндокринной и лимфоидной тканей. В итоге полностью или частично восстанавливается гомеостаз организма на новом уровне энергетических, метаболических, нейрогормональных и иммунных отношений, в том числе с развертыванием рекомбинационных преобразований.
Однако свойства организма к компенсаторно-приспособительной перестройке гомеостаза не безграничны. Диапазон варьирования подвижных или функционирующих структур и интенсивность биологических процессов имеет определенные морфофизиологические пределы. Поэтому, как отмечают Е. Я. Каплан и соавт. (1990), Г. А. Ноздрин (1992), А. А. Шуканов и соавт. (1996), Л. А. Любовцева и соавт. (1998), В. И. Усенко (1999), М. Н. Аргунов и соавт. (2000), А. Ф. Кузнецов и соавт. (2001), И. Ю. Мусина и соавт. (2002), В. А. Голиченков (2004), Ф. Г. Набиев и соавт. (2004), В. И. Ноздрин (2006), Р. Р. Нигматуллина и соавт., (2006), В. С. Григорьев, В. И. Максимов (2006) и др., научное обоснование принципов управления механизмами формирования морфофизиологической и биохимической адаптации организма, а также фармакологической регуляции адаптивных, продуктивных и репродуктивных функций животных с применением биогенных соединений является актуальной проблемой современной биологической науки и биотехнологии.
На основании изложенного выше целью исследований явилось изучение динамики морфофизиологического состояния тимуса, щитовидной железы, надпочечников и гонад у бычков в постнатальном онтогенезе при адаптивной технологии содержания с применением «Пермаита», «Пермамика», «Полистима», «Сувара» и «ДАФС-25».
Исходя из поставленной цели, для решения были выдвинуты следующие задачи исследований:
1. Определить воздействие «Пермаита», «Пермамика», «Полистима», «Сувара» и «ДАФС-25» на структурно-функциональное становление и развитие вилочковой и щитовидной желез, надпочечников и семенников у бычков на различных этапах их жизнедеятельности.
2. Изучить характер изменений клинико-физиологических и ростовых показателей у животных в моделируемых условиях.
3. Выявить динамику параметров морфометрии структур тимуса, щитовидной железы, надпочечников и семенников.
4. Установить характер колебаний гематологического и биохимического профилей организма в зависимости от экспериментальных условий.
5. Оценить органолептические, физико-химические и спектрометрические показатели качества мяса.
6. Установить экономическую эффективность сочетанного назначения бычкам «Сувара» с «Полистимом» и «Сувара» с «ДАФС-25», а также их экологическую безопасность для организма.
7. Разработать практические предложения по совершенствованию адаптивной технологии выращивания, доращивания и откорма бычков с учетом онтогенетических особенностей становления и развития морфофизиологического статуса изучаемых эндокринных желез.
Научная новизна. Впервые выявлены онтогенетические особенности в характере изменений структурно-функционального состояния вилочковой и щитовидной желез, надпочечников и гонад, а также морфологического и биохимического профилей крови у бычков, содержавшихся в разных режимах адаптивной технологии.
Проведена комплексная морфофизиологическая оценка эффективности применения животным «Пермаита», «Пермамика», «Полистима», «Сувара» и «ДАФС-25» в биогеохимических условиях Чувашского Присурья.
Теоретически обоснована целесообразность совместного использования «Сувара» с «Полистимом» и «Сувара» с «ДАФС-25» бычкам, выращенным в раннем постнатальном онтогенезе в условиях пониженных (–4,4…–8,0 С) и повышенных (8,7…20,5 С) температур с дальнейшим содержанием по интенсивной технологии.
Экспериментально доказана индифферентность органолептических, физико-химических и спектрометрических показателей мяса к испытуемым биогенным соединениям.
Новизна полученных научных положений, выводов и рекомендаций подтверждена приоритетом изобретения № 2003100177/13(000043) от 04. 01. 2003 г.
Практическая значимость. Разработаны научно обоснованные схемы комбинированного назначения бычкам «Сувара» соответственно с «Полистимом» и «ДАФС-25» в условиях адаптивной технологии выращивания, доращивания и откорма с учетом биогеохимических особенностей Чувашского Присурья, направленные на более полную реализацию генетического резерва резистентности, продуктивности организма и производство экологически чистой мясной продукции, а также определены их экономические аспекты.
Результаты исследований внедрены через Чувашский центр научно-технической информации (информлистки №№ 82-025-02, 82-035-02, 82-101-03. – Чебоксары, 2002-2003).
Реализация результатов исследований. Научные положения и разработки работы включены в учебник для вузов РФ «Гигиена животных» (М., 2001); используются в учебном процессе ГОУ ВПО «Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева», ФГОУ ДПОС «Чувашский институт переподготовки и повышения квалификации руководящих кадров и специалистов агропромышленного комплекса», ФГОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана» и производственной деятельности сельскохозяйственных предприятиях разных типов и форм собственности Чувашской Республики.
Апробация работы. Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертации доложены на I – IV Международных научных симпозиумах (СПб., Россия, 2001, 2003, 2005, 2008); I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005); XVIII – XX съездах физиологического общества им. И.П. Павлова (Казань; М., 2001; Екатеринбург, 2004; М., 2007); Международных (СПб, 2002, 2004-2006; Казань, 2003, 2005); Всероссийских (Орел, 2000; СПб., 2002, 2005; М., 2003; Казань, 2004; Чебоксары, 2006 - 2008); региональных (Чебоксары, 2001-2006; Казань, 2002) и республиканских (Чебоксары, 2006-2007) научно-практических конференциях; заседаниях Чувашского отделения физиологического общества России им. И. П. Павлова (Чебоксары, 2007-2008); научных сессиях докторантов, научных сотрудников, аспирантов и соискателей ГОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева» (Чебоксары, 2001-2008), межкафедральном заседании биолого-химического факультета ГОУ ВПО «ЧГПУ им. И.Я. Яковлева» (Чебоксары, 2008).
Практические предложения работы были экспонированы на Всероссийских выставках-ярмарках «Регионы – сотрудничество без границ» (Чебоксары, 2001-2008).
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Онтогенетические особенности роста, развития, морфофизиологического состояния тимуса, щитовидной железы, надпочечников и гонад, гематологической и биохимической картины, а также органолептические и физико-химические свойства мяса у бычков находятся в зависимости от температурных, технологических факторов и назначения им «Пермаита», «Пермамика», «Полистима», «Сувара» и «ДАФС-25».
2. Выявленные закономерности структурно-функционального совершенствования изучаемых желез внутренней секреции у животных в постнатальном онтогенезе отражают разную степень адаптированности и эврибионтности организма к моделируемым условиям экспериментов.
3. Физиологические системы, обеспечивающие ростовые процессы, становление и развитие этих эндокринных желез у бычков коррелируют с научно обоснованными схемами использования испытуемых биогенных соединений с учетом биогеохимических особенностей Чувашского Присурья.
4. Внедрение разработанных нами схем комбинированного назначения животным «Сувара» с «Полистимом» и «Сувара» с «ДАФС-25» в условиях адаптивной технологии способствует эффективной реализации приспособительных, защитных и продуктивных функций организма.
Публикация. По теме диссертации опубликовано 42 работы, в том числе 22 в центральной печати, из них 8 в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных ВАК России.
Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: введение (7 с.), обзор литературы (43), собственные исследования (217), обсуждение результатов исследований (16), выводы (2), предложения производству (1), список литературы (48) и приложения (10 с.).
Диссертация изложена на 348 страницах компьютерного исполнения, содержит 97 таблиц, 88 рисунков. Список литературы включает 465 источников, в том числе 65 зарубежных.
