Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Транспортировка и её стрессовое влияние на организм бычков 10
1.2. Стресс как особое биологически целесообразное состояние организма 13
1.2.1. Понятие и общие представления о стрессе 13
1.2..2. Физиологическая адаптация и ее этапы 18
1.2.3. Общий адаптационный синдром 25
1.2.4. Адаптация и гомеостаз сельскохозяйственных животных при стрессе 30
1.3. Пути повышения адаптационных возможностей бычков при транспортном стрессе 34
1.3.1. Способы профилактики транспортного стресса у бычков 34
1.3.2. Перспективы применения производных хитин/хитозана в качестве адаптогенов при транспортировке бычков 38
2. Собственные исследования и их результаты 49
2.1. Материал и методы исследований 49
2.2. Характеристика клинико-физиологического статуса бычков до и после транспортировки 55
2.3. Характер изменений гематоморфологических показателей и выраженности состояния напряжения организма подопытных бычков 61
2.4. Особенности метаболического статуса подопытных бычков 76
2.4.1. Энергетический обмен - лимитирующий фактор функциони рования организма подопытных бычков 76
2.4.2, Особенности белкового обмена подопытных бычков 86
2.4.3.Состояние липидного обмена в организме подопытных бычков...97
2.4.4. Пероксидация липидов и антиоксидантная система защиты организма подопытных бычков при транспортном стрессе 103
2.4.5. Оценка силы влияния применяемых препаратов, периода адаптации, вариабельности изучаемых гематоморфологических и биохимических показателей на результативный признак (трехфакторный комплекс) 111
2.5. Динамика живой массы подопытных бычков при применении хитиновых препаратов 114
2.6 Экономическая эффективность применения хитиновых препаратов.. 122
3. Обсуждение результатов исследований 126
Выводы 154
Практические предложения 157
Список использованной литературы 158
Приложение
- Транспортировка и её стрессовое влияние на организм бычков
- Физиологическая адаптация и ее этапы
- Характеристика клинико-физиологического статуса бычков до и после транспортировки
- Характер изменений гематоморфологических показателей и выраженности состояния напряжения организма подопытных бычков
Введение к работе
Актуальность темы. В системе мероприятий, направленных на увеличение производства говядины, важное место отводится сокращению потерь продукции по причине воздействия на организм животных различных неблагоприятных факторов внешней среды, или так называемых стресс-факторов. Наиболее распространенными из них являются технологические (В. Попов, А. Сало, А. Черных и др., 2007; К. Эзергаиль, 2003). Отбор, формирование групп, транспортировка, взвешивание являются сильнодействующими факторами воздействия на физиологические функции животных. При этом ослабляются защитные реакции организма, замедляется интенсивность роста, уменьшается живая масса скота. Стрессовое состояние вызывает угнетение организма животных, сокращение их продуктивности. Считается, что по этой причине теряется до 30% ожидаемой продукции, нанося значительный ущерб отрасли (А. Сало, 2008; И. Горлов, И. Осадченко, В Ранделина и др., 2008).
Несмотря на известную изученность проблемы транспортного стресса, многие физиологические аспекты его проявления требуют дальнейшей разработки, Особо это касается изучения выраженности стрессовой реакции и установления закономерностей развития общего адаптационного синдрома, определения адаптационного потенциала самого организма животных, его приспособительных возможностей.
Необходимо также подчеркнуть, что гематологические исследования в условиях стресса часто ограничиваются представлениями о системе крови, как о мишени для стрессорных гормонов и нейромедиаторов, в то время, как современные представления гуманитарной медицины о механизмах индукции стресс-реакции помимо нервной и эндокринной составляющих рассматривают гематологическую компоненту в качестве узлового звена в формировании гормонально-метаболического статуса организма при экстремальных воздействиях и как генерализованной реакции гематологического стресс-синдрома системы крови (Ю.Г. Камскова, А.Г. Рассохин, В.Э. Цейликман и др., 2000). Однако сведения о метаболическом статусе организма бычков на
5 клеточном и органном уровнях при различных экстремальных воздействиях, в частности, при транспортном стрессе, недостаточны. При этом практически не изучены механизмы ограничения стресс-индуцированных повреждений.
Следует отметить, что в последние годы активно изыскиваются способы снижения пагубного воздействия стрессоров на организм животных (В. Попов, А.Сало, А. Черных и др., 2007; A.M. Монастырев, 2000; А.В. Степанов, 2005; А.П. Онищенко, 2007). При этом, одним из высокотехнологичных направлений в системе обеспечения защиты здоровья, животных в условиях промышленной технологии является коррекция состояний дезадаптации с использованием биологических препаратов мягкого действия (адаптогенов, антиоксидантов, гепатопротекторов, иммунотропных средств), улучшающих состояние функциональных систем организма, способных метаболизироваться в организме до естественных продуктов биотопа, что предопределяет ограничение в применении синтетических препаратов (B.C. Бузлама, Т.И. Агеева, 1987; Г.Н. Богданов, 1999; И.М. Донник, 1999; А.А. Зуев, 2000). Перспективным сырьем для создания эффективных и безопасных стимуляторов резистентности являются природные полимеры: пептиды, нуклеиновые кислоты, полисахариды. Среди последних уникальным сочетанием свойств обладает хитин/хитозан - биосовместимый полимер с низкой токсичностью и высокой реакционной способностью, а изучение адаптогенных свойств препаратов на его основе является актуальной задачей (А.И. Албулов, А.Я. Самуйленко, СМ. Шинкарев, 2004; Г.В.Мещерякова, 2006; СВ. Мерзляков, Л.Ю. Топурия, В.А. Клёнов, 2006; М. Bhanoori, G. Venkateswerlu, 2000; R. Terreux, M. Domard, С Viton, A. Domard, 2005; A.K. Singla, M. Chawla, 2001; А.В. Ильина, В.П. Варламов, 2001; 2005).
Вышеизложенное послужило основанием для изучения ряда морфологических и биохимических показателей крови бычков при транспортном стрессе; возможности минимизации внешних влияний, агрессивного воздействия транспортного стресса и концентрации защитных
сил в ответ на потенциально повреждающий стимул путем применения^
производных хитин/хитозана.
Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение
закономерностей развития общего адаптационного синдрома в организме
бычков при экстремальном воздействии транспортного стресса и механизмов
ограничения стресс-индуцированных повреждений их организма препаратами*
хитин/хитозан.
Для реализации указанной цели были определены следующие задачи: изучить характер- изменений клинико-физиологических параметров*
(температура тела, частота сердечных сокращений, частота и ритм дыхательных
движений) организма бычков после транспортировки;
- оценить глубину воздействия транспортного* стресс-фактора на5 организм
бычков и продолжительность периода краткосрочной" адаптации;
- установить закономерности функционирования организма бычков на
клеточном и органном уровнях при экстремальном воздействии транспортного
стресс-фактора;
выявить механизмы ограничения препаратами на основе хитин/хитозан стресс-индуцированных повреждений при транспортировке* бычков;
дать экономическое обоснование эффективности применения препаратов на' основе хитин/хитозан при транспортном стрессе..
Научнаяновизна. Проведенные комплексные исследования поизучению динамики клинико-физиологических, морфологических и биохимических показателей крови бычков при транспортировке позволили дать-характеристику реакции гематологического стресс-синдрома системы крови, выявить закономерности общего адаптационного механизма поддержания клеточного гомеостаза.
Впервые проведены исследования по ограничению хитиновыми биополимерами индукции транспортной стресс-реакции у бычков. Установлено- ярко выраженное адаптогенное, антигипоксическое и< антиоксидантное действие низкомолекулярных форм хитозана и сукцината
7 хитозана (патент РФ на изобретение №2336693, приоритет от 02.04.2007). Доказана их способность снижать глубину воздействия транспортного стресс-фактора на организм бычков и сокращать период краткосрочной адаптации (заявка на изобретение № 2008118089/13(020879) «Способ повышения адаптационных возможностей бычков в молочный период выращивания»).
Дано физиологическое обоснование к использованию в практике мясного скотоводства препаратов хитозана низкомолекулярного, сукцината хитозана высокомолекулярного и сукцината хитозана низкомолекулярного. Данные препараты являются не только адаптогенами и антигипоксантами, но и способны проявлять гиполипидемическое, антиоксидантное, антихолестери-немическое и иммуностимулирующее действие.
Практическая значимость работы. Разработана научно обоснованная система мероприятий, обеспечивающая стойкую адаптационную перестройку организма бычков при транспортировке, что позволило снизить отрицательное воздействие транспортного стресс-фактора, активизировать приспособительные функции организма, расширить функциональные резервы и продуктивные возможности организма животных.
По результатам исследований обобщена, доложена и опубликована на международном, российском и региональном уровнях информация о использовании хитозана и сукцината хитозана для повышения адаптационных возможностей и мясной продуктивности бычков на откорме.
На XII международной выставке-конгрессе «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции» получена золотая медаль и диплом (г. Санкт-Петербург, 2007). На VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (г. Москва, 2007) работе присуждена бронзовая медаль и диплом. На областном салоне инноваций и инвестиций (г. Челябинск, 2007) работа награждена дипломом. На VIII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (г. Москва, 2008) и на XII международном форуме «Российский промышленник - 2008» (г. Санкт-Петербург, 2008) работа отмечена дипломами.
Работа является грант-обладателем Губернатора Челябинской области, лауреатом премии Законодательного собрания Челябинской области (г.Челябинск, 2008).
Патент на изобретение РФ №2336693 (приоритет от 02.04. 2007); заявка на изобретение №2008118089/13(020879) могут быть использованы в адаптивной технологии выращивания и откорма молодняка крупного рогатого скота.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на международных научно-практических конференциях: «Зоогигиена, ветеринарная санитария и экология - основы профилактики заболеваний животных» (г. Москва, 2006); «Инновационный путь развития АПК - магистральное направление научных исследований для сельского хозяйства» (Ростовская область, п. Персиановка, 2007); «Современные проблемы ветеринарной терапии и диагностики болезней, животных» (г. Троицк, 2007); «Генетические основы и технология повышения конкурентоспособности животноводства» (г.Алмата, Респ.Казахстан 2008г); «Достижения супрамолекулярной химии и биохимии в ветеринарии и зоотехнии» (г. Москва, 2008); «Современные перспективы в исследовании хитина и хитозана» (г. Ставрополь, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Особенности физиологических функций животных в связи с возрастом, составом рациона, продуктивностью, экологией и этологией» (г. Казань, 2006, 2008); на конференции фармакологов РФ «Фармакологические и экотоксикологические аспекты ветеринарной медицины» (г.Троицк, 2007г); Сибирской межрегиональной научно-практической конференции «Адаптация, здоровье и продуктивность животных» (г. Новосибирск, 2008); Всероссийском конкурсе на лучшую научно-исследовательскую работу среди студентов и аспирантов (г. Троицк, 2007, 2008; г. Тюмень, 2007; г. Москва, 2007, 2008). научно-практической конференции «Применение новых технологий для развития экономики региона» (г. Челябинск, 2007).
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в ОАО ПКЗ «Дубровский» Красноармейского района Челябинской
9 области. По материалам диссертационной работы выпущены информационные листки Челябинским ЦНТИ № 74-021-08 и № 83-001-08. Научная разработка по материалам исследований демонстрируется на областной действующей губернаторской выставке (г. Челябинск, 2008; 2009).
Получен патент РФ №2336693 (приоритет от 02.04. 2007) и оформлена заявка на изобретение № 2008118089/13(020879) «Способ повышения адаптационных возможностей бычков в молочный период выращивания».
Материалы научной работы используются в учебном процессе сельскохозяйственных ВУЗов Российской Федерации.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных статей, в том числе 4 - в рецензируемом издании, рекомендуемом ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Работа включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материал и методики исследований, результаты собственных исследований, обсуждение результатов исследований, выводы и практические предложения, список литературы, приложения.
Диссертация изложена на 178 страницах компьютерного текста, иллюстрированного 14 рисунками, содержит 16 таблиц, 20 приложений. Список литературы включает 202 источника, в том числе 40 зарубежных авторов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- Характер выраженности транспортного стрессового воздействия на
организм бычков и подготовленности функциональных систем к запуску
адаптационных процессов.
Изменяя энергетическое и пластическое снабжение клеток организма бычков, хитиновые биополимеры способствуют их неспецифически повышенной сопротивляемости к действию транспортного стресс-фактора.
Хитиновые биополимеры не подавляют ответ организма бычков на стрессорное воздействие транспортировки, а регулируют адекватность ответа на стресс-фактор, ограничивая тем самым стресс-реализующие механизмы организма и повышая устойчивость животных к стрессу.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Транспортировка и её стрессовое влияние на организм бычков
Превращение животного организма в наш технический век в некоторое подобие «производящей машины» может привести к тому, что животные, чересчур перегруженные продуктивностью, теряют способность создать в случае надобности защитный барьер и удержать равновесие внутренней среды. Животные, подвергавшиеся отбору на высокую, часто одностороннюю продуктивность, предъявляют относительно высокие требования к выровненным условиям среды (X. Амерханов, В. Шапочкин, Г.Легошин и др., 2007; В.Еременко, Ф. Каюмов, 2002; В. Косилов, С. Мироненко, 2004). Но вместо этого, по мере повышения требований к уровню их продуктивности, они попадают во все новые условия содержания, задуманные ради снижения затрат труда и получения максимального экономического эффекта (X.. Амерханов, 2003; Т. Баймишева, 2003; В. Калашников, В. Левахин 2004). Технологические принципы меняются очень быстро, поэтому организм не успевает выработать соответствующих реакций на новые условия среды (Г.И. Левахин, Х.А. Дустанов, Г.К. Дускаев, 2005; М. Гамидов, 2002; М. Сидорович, 2003).
Животноводство всегда связано с внутрихозяйственными или межхозяйственными транспортировками различных половозрастных групп. Часто откормочные хозяйства значительно удалены от хозяйств -репродукторов. Резкое изменение обычной обстановки, скученность животных, тряска и толчки, недостаток корма и воды при транспортировках вызывают у них стрессы, которые сопровождаются потерями живого веса, а в ряде случаев даже гибелью животных. Транспортировка является одним из самых тяжелых стресс-факторов промышленного животноводства, которым подвергаются сельскохозяйственные животные (М. Ковальчикова, К. Ковальчик, 1978; Д.А. Устинов, 1976; A.M. Монастырев, 2000; С.Л. Тихонов, 2007; А.В. Степанов, 2005).
При транспортировке животных негативное воздействие слагается из различных факторов. Психическая нагрузка - один из ведущих факторов в развитии стресса, вызванного транспортировкой, а при небольших перевозках играет основную роль (Ф.И. Фурдуй, 1982; А.Сало, 2008). Прежде всего, необычным фактором для животных является их погрузка. Животные, привыкшие лишь к обстановке комплекса, имевшие контакт с ограниченным числом обслуживающих лиц, при перевозке они боятся всего нового, отказываются покинуть свое привычное место, сопротивляются погрузке в транспортные средства. Выгон животных из помещений, а при безвыгульном содержании даже сам выгон из станка, затем погрузка в транспортные средства, а по прибытии в пункт назначения - разгрузка, приводит к сильнейшему возбуждению, страху. Психическая нагрузка усугубляется и тем, что при транспортировке смешиваются разные группы животных, и это вызывает их повышенную агрессию. В результате усиления агрессивного поведения животных при транспортировке их продуктивность может снизиться до 50% (Л.К. Эрнст, Т.Н. Венедиктов, 1974; В. Попов, А. Сало, А. Черных и др., 2007; И. Осадченко, И. Бушуева, М. Сложенина, 2008). Потери живого веса при перевозках различных видов сельскохозяйственных животных происходят за счет обезвоживания тканей, вследствие повышенного расхода в организме углеводов и жиров. С увеличением времени транспортировки, при отсутствии кормов и воды потери живого веса у животных возрастают (А.Ф. Кузнецов, Л.А. Пастухова, 1985).
При погрузках на транспорт животные вынуждены производить большую мышечную работу. Погрузка и транспортировка вызывают у них большое беспокойство, они часто дерутся, особенно когда перевозят животных из разных станков и производственных групп. У животных повышается рефлекторная чувствительность, учащаются пульс и дыхание (Ю. Левахин, Г. Павленко, 2008; А.Сало, 2008). При продолжительной транспортировке первоначальное возбуждение сменяется угнетенным состоянием и сопровождается снижением барьерных функций печени и селезенки, резким падением общей резистентности организма. В ослабленном организме активизируется патогенная микрофлора дыхательных органов и пищеварительного тракта, подавляется деятельность пищеварительных желез (Л.П. Марин, В.П. Тонкоглас, 1982).
Физические нагрузки зависят в значительной степени от продолжительности транспортировки, вида транспортного средства, состояния дороги и режима езды. Большие нагрузки на мышечный аппарат возникают непосредственно при движении транспортных средств. Статистическая мышечная напряженность, направленная на поддержку животного при транспортировке дополняется повышенной напряженностью различных мышечных групп, противостоящих силе инерции при изменении скорости и направлений движения транспортного средства, и обеспечивающих равновесие тела. Во время крутых поворотов, больших подъемов и спусков животных бросает из стороны в сторону, они прижимаются к бортам, друг к другу, падают (Л.П. Марин, В.П. Тонкоглас, 1982). Все это приводит к большому проценту травм среди животных. Так, по данным Устинова Д.А. (1976), травматизм крупного рогатого скота при перевозке его на автомашинах достигает 41,14%. Это касается, прежде всего, животных, выращиваемых в промышленных комплексах, лишенных ежедневной нормальной двигательной активности и, как следствие, имеющих нетренированный мышечный аппарат.
Сформированный у животных в промышленных комплексах прочный динамический стереотип в день транспортировки в корне ломается, их не кормят, подвергают подготовительным процедурам, взвешивают, транспортируют. По прибытии на новое место они попадают в совершенно новую обстановку, незнакомые люди вновь беспокоят их разными процедурами. Телят, как правило, переводят на новый тип кормления. Новые помещения часто значительно отличаются от прежних по параметрам микроклимата. Психические факторы действуют особенно отрицательно в тех ситуациях, когда животное сразу после прибытия переводится на групповое содержание. Если много животных скучено на малом пространстве, здесь непосредственно после перемещения обычно начинается борьба за социальный ранг. Смена условий содержания, рациона и обслуживающего персонала неизбежно действует как дополнительная нагрузка, особенно в том случае, если новые условия хуже прежних. В этом случае организм перегружается настолько, что угнетаются не только половые функции организма, но нередки и расстройства здоровья.
Физиологическая адаптация и ее этапы
Голиков А.Н. (1985) не согласен с мнением тех исследователей, которые выделяют стресс-реакцию за «пределы нормы», так как, по существу, приспособительность живых организмов на протяжении всей эволюции лежит в пределах нормальной (не патологической) реакции. Это реакция взаимодействия организма к изменяющейся среде, поэтому гипоталамо-пшофизарно-надпочечниковая система является такой же, как и сама изменчивость, т. е. морфофункциональная перестройка всех систем организма в условиях новой среды, образа жизни и т. д.
По своей физиологической и биохимической сути адаптация - это качественно новое состояние, характеризующееся повышенной устойчивостью организма к экстремальным воздействиям. «Состояние адаптации - это не физиологическая флуктуация вокруг нормы, это не патология, это третья форма существования» (В.П. Казначеев, 1980). Под этим состоянием понимается законченность процесса, совершенство, взаимосоответствие в организации живых существ (Е.Я. Каплан, О.Д. Цыренжапова, Л.Н. Шантанова, 1990).
Наступление состояния адаптации характеризуется морфологическими, физиологическими и биохимическими сдвигами, возникающими на разных уровнях биологической организации, от организменного до молекулярного.
Важным проявлением адаптационной перестройки на уровне целостного организма является совершенствование деятельности регуляторных механизмов, участвующих в поддержании оптимального уровня-интенсивности обменных процессов. Это касается как нервных, гормональных, так и различных ферментных систем. В нервной системе это проявляется в изменении силы, подвижности характера распространения процессов возбуждения и торможения. Наступление стойкой адаптационной перестройки характеризуется повышением силы и лабильности этих процессов.
Под физиологической адаптацией (от лат. слова adaptatio - приспособление) понимают совокупность морфофизиологических процессов в организме, лежащих в основе приспособления к конкретным условиям существования во внешней среде (М. Ковальчикова, К. Ковальчик, 1978; Б.П. Мохов, 1985). В результате адаптации повышается устойчивость организма к высокой и низкой температуре воздуха, недостатку кислорода, воды, освещения, виду корма и многим другим факторам, связанным с особенностями содержания разных животных. Зная особенности и механизмы адаптации, можно прогнозировать функциональное состояние здоровья, своевременно устранять причины, вызывающие нарушения приспособительных функций организма, повышать продуктивность животных (А.Н. Голиков, 1985; Ф.З. Меерсон, 1993). Автор подчеркивает, что понятия адаптация и резистентность нетождественны.
Резистентность (устойчивость) к действию физиологических, химических и биологических агентов, вызывающих патологическое состояние, охватывает широкий круг сопротивляемости. Она отражает потенциальные адаптационные возможности организма, его способность противостоять действию вредных агентов (Ф.М. Сизов, В.И. Левахин, 1999, Ф.И. Фурдуй, 1982). Это понятие преимущественно используют при характеристике устойчивости организма к инфекции, бактериальным токсинам, способности выработки иммунитета. Резистентность во многом определяется функциональным состоянием органов и систем, особенно ретикуло-эндотелиальной и лимфоидной системы (А.Н. Гуськов, 1994; A.M. Емельянов, В.Т. Серебренников, 1990). Важную роль играют гипофиз, надпочечники, щитовидная железа, половые гормоны, функции которых регулируются центральной нервной системой. Неспецифическая резистентность обеспечивается барьерными функциями тканей и органов, присутствием в биологических жидкостях лизоцима, комплемента, пропердина, интерферона и других, а также важнейшей функцией клеток мезенхимы — фагоцитозом (СВ. Ермолаев, 1997; Н.К. Зенков, В.З. Ланкин, 2001; А.А. Виру, 1981). Общим является то, что в механизме неспецифической резистентности организма к повреждению вообще играет роль адрено-гипофизарная система (общий адаптационный синдром, по Г. Селье), повышающая на некоторое время резистентность организма (Ю.С. Зимин, 1983).
Явления адаптации, по В.П. Казначееву (1973, 1980), можно отнести к относительно самостоятельной категории биологических явлений. Это вид жизнедеятельности, как и физиологическое, и патологическое состояние, является результатом эволюционно-исторического развития (А.И. Павлова, 1997). Выделяют четыре качественно различных состояния: физиологическое «состояние комфорта»; напряжения; адаптации; патологическое (А.Н. Голиков, 1985).
Говоря о срыве или недостаточности механизмов адаптации, указывают на снижение надежности организма, развитие новой формы жизнедеятельности, которая рассматривается как болезнь. «Патология - это учение об особых видах жизнедеятельности» (Д.И. Преображенский, 1993). Считают, что если условия среды соответствуют генофенотическим и конституционным свойствам организма, то их определяют как адекватные. Неадекватными являются условия среды, не соответствующие в данный момент генофенотипическим свойствам организма как биосистемы. Если выявляется недостаточность компенсаторно-приспособительных механизмов и их нарушение, то возникает новое качество - патология процессов адаптации (А.М.Чернух, П.Н. Александров, О.В. Алексеев, 1975; А.Н. Голиков, 1985).
Понятия «адаптационные свойства», «адаптация» сближаются с понятием «надежность». Надежность - уровень устойчивости или мера адаптирован-ности биосистемы при сохранении нормальной жизнедеятельности. В этом значении используется оценка с высокой и низкой степенью надежности (Ф.З. Меерсон, 1986).
Адаптация, как процесс, объясняет один из основных законов биосистемы - «принцип устойчивости неравновесия» и «максимум эффекта внешней работы». Она зависит от следующих исходных критериев: - термодинамических критериев адаптации - процесса поддержания оптимального уровня жизнеспособности, неравновесности (неэнтропии) биосистемы в неадекватных условиях среды, обеспечивающих максимальный эффект внешней работы, направленной на сохранение и продолжение ее жизни; физиологических критериев адаптации - процесса поддержания функционального состояния гомеостатической системы и организма в целом, обеспечивающего его сохранение, развитие и здоровье, продолжение жизни в различных экологических условиях; - кибернетических критериев адаптации - процесса самосохранения и саморазвития саморегулирующей системы в неадекватных условиях среды, выбора функциональной стратегии, обеспечивающей оптимальное выполнение главной цели — поведения биосистемы; - биологических критериев адаптации - процесса сохранения и развития биологических свойств вида, популяции, биоценозов, обеспечивающих прогрессивную эволюцию в неадекватных условиях среды.
Как видно из приведенных различных представлений об адаптации, все они очень близки, поэтому Г. Селье (1976) считал адаптацию фундаментальным свойством жизни, присущим всем известным формам жизни и настолько всеобъемлющим, что оно отождествляется с самим понятием жизни. В связи с этим, вполне закономерно выделение физиологической адаптации, так как изучением жизнедеятельности живого организма занимается именно эта наука. Не случайно важнейшее понятие «норма здоровья» определяется как «...оптимальное состояние живой системы, при котором обеспечивается максимальная адаптивность» (В. В. Парин, Ф.З. Меерсон, 1965; Ф.З Меерсон, М.Г. Пшенникова, 1988).
Характеристика клинико-физиологического статуса бычков до и после транспортировки
В проведенных нами исследованиях одним из критериев оценки регуляции транспортного стресса и адаптационного периода у бычков являлись такие показатели клинико-физиологического статуса животных, как температура тела, частота пульса, частота дыхательных движений и ритм дыхания до и после транспортировки.
Транспортировку телят из СПК «Воронино» Уйского района в ОАО ПКЗ «Дубровский» Красноармейского района Челябинской области осуществляли автомобилем КАМАЗ с тентованным прицепом в течение 3 часов на расстояние 180 км при температуре воздуха + 22 С в осенний период.
При погрузке на транспорт животные вынуждены были производить большую мышечную работу. Погрузка и транспортировка вызывали у них большое беспокойство, а физические нагрузки во время движения, скученность, тряска истощали силы животных. Во время движения транспортного средства, находящиеся в нем животные испытывали сильную статическую мышечную напряженность, дополняемую повышенной напряженностью различных мышечных групп, противостоящих силе инерции при изменении скорости и направления движения транспортного средства и обеспечивающих равновесие тела. Сама перевозка животных сопровождалась их скученностью, беспокойством, частыми актами мочеиспускания и дефекации.
Результатами исследований, представленными в таблице 2, установлено, что у бычков контрольной группы после транспортировки температура тела повысилась, в сравнении с исходным уровнем, на 1,4С, в то время как у животных опытных групп это увеличение составило от 0,7С (хитозан) до 0,6С (сукцинат хитозана высокомолекулярный и сукцинат хитозана низкомолекулярный).
Установленный факт свидетельствует о сильном стрессовом воздействии транспортировки на организм бычков контрольной группы. Но при этом температура тела повысилась, хотя и с менее выраженной интенсивностью, и у бычков опытных групп. Мы считаем, что выявленные изменения являются результатом как сильного возбуждения животных, так и продолжительного мышечного напряжения. В организме транспортируемых животных происходит усиленное теплообразование, обусловливающее нарастание температуры, что косвенно свидетельствует о распаде белков и окислении углеводов и жиров.
В последующие изучаемые сроки у бычков опытных групп, получавших хитиновые биополимеры, температура тела полностью восстановилась и составила 39,00±0,27, 38,95±0,31, 39,10±0,18 (5 день); 38,95±0,22, 38,94±0,27, 38,88±0,16 (10 день) соответственно по 2, 3, и 4 группам. Однако у бычков контрольной группы имелись заметные различия в температуре тела, по сравнению с исходным уровнем, составившие 1,05С (5 день) и 0,86С (10 день).
Важной в регуляции температуры тела является дыхательная система, управляемая центром дыхания (центр пневмотаксии). Частота дыхания -очень чувствительный механизм регуляции, поддерживающий тепловой гомеостаз. Многообразные изменения дыхания в процессе жизнедеятельности животных являются приспособительными к условиям окружающей среды.
Этот сложный процесс регулируется, кроме центров продолговатого мозга, ретикулярной формацией, вегетативной нервной системы, корой больших полушарий (А.Н. Голиков, 1985). Транспортировка бычков способствовала увеличению частоты и ритма дыхания.
Так, максимальное превышение исходных показателей частоты дыхания, составившее 32,89±0,51 дыхательных движений в минуту, выявлено у бычков контрольной группы и было выше фонового уровня в 1,78 раза. У бычков, получавших производные хитина, проявление транспортного стресса было менее выраженным и сопровождалось увеличением частоты дыхательных движений до 29,10±0, 28,44±0,56, 29,12±0,71 в одну минуту или, по сравнению с исходным уровнем, на 9,93%, 8,94% и 11,65% соответственно по 2, 3 и 4 опытным группам бычков.
При определении ритма дыхания у бычков контрольной группы нами установлено прерывистое дыхание, которое сопровождалось неравномерным, толчкообразным протеканием обеих фаз (вдоха и выдоха) дыхательного цикла, с короткими задержками, т.е. дыхание бычков по ритму было саккадированным, что можно объяснить их выраженным психическим возбуждением (волнением, страхом) в новой необычной обстановке.
Бычки, получавшие до транспортировки хитиновые полимеры, оказались более адаптированными к транспортировке, увеличение и уменьшение обеих половин грудной клетки у них происходило более равномерно и синхронно (симметричное дыхание). Дыхательные движения ритмичные: они характеризовались правильным и регулярным чередованием фаз вдоха и выдоха. Вдох протекал несколько быстрее выдоха, и соотношение между ними колебалось в пределах 1:1,2. К 5 дню после транспортировки разница по частоте дыхательных движений в 1 минуту у бычков 2, 3 и 4 группы составляла 1,98; 1,75 и 1,01% соответственно, по сравнению с исходным уровнем, и данная закономерность сохранилась и к 10 дню после транспортировки. На этом фоне у бычков контрольной группы продолжало регистрироваться учащенное дыхание, превысившее по частоте дыхательных движений исходный уровень на 24,32% (5 день) и 9,49% (10 день.)
О выраженности приспособительных реакций в организме животных к чрезвычайным функциональным нагрузкам можно судить и по частоте сердечных сокращений. Так, на 1 день после транспортировки в контрольной группе животных число сердечных сокращений в минуту увеличилось до 192,30±3,94 уд/мин или на 12,13%, а у животных, получавших хитозан, частота сердечных сокращений составила 181,60±2,97 уд/мин, и было выше исходной величины на 6,63%. В 3 и 4 группах бычков при применении, хитозана, обогащенного янтарной кислотой, значение этого показателя в условиях транспортировки, в сравнении с фоновыми величинами, увеличилось на 13,8 и 7,8 ударов в минуту и составило 184,20±2,82 и 179,10±2,93 уд/мин соответственно по группам.
Характер изменений гематоморфологических показателей и выраженности состояния напряжения организма подопытных бычков
Современные представления о механизмах индукции стресс-реакции помимо нервной и эндокринной составляющих рассматривают также и гематологическую компоненту в качестве узлового звена в формировании гормонально-метаболического статуса организма при экстремальных воздействиях и как генерализованной реакции гематологического стресс-синдрома системы крови (Н.В. Васильев, Ю.М.Захарова, Т.И. Коляда, 1992; Ю.Г. Камскова 2004, ЮГ. Камскова, А.Г. Рассохин, В.Э. Цейликман и др., 2000).
Согласно современным представлениям, на различных этапах стресса в системе крови наблюдаются изменения, типичные для стресс-реакции (Е.А. Коваленко, Н.Н. Гуровский, 1980). В частности, продолжительная гипокинезия характеризуется наличием в периферической крови нейтрофилеза, моноцитоза, лимфопении и эозинопении (В.П. Реутов, 2000). Развитие нейтрофильного лейкоцитоза связано, главным образом, с увеличенным поступлением в циркуляцию костномозговых нейтрофилов, рекрутирование которых может потенцироваться глюкокортикоидами и катехоламинами (Е.Д. Гольдберг, A.M. Дыгай, И.А. Хлусов, 1997; A.M. Дыгай, Н.А. Клименко, 1992).
В связи с тем, что под воздействием факторов внешней среды изменяются морфологические показатели крови, мы провели исследования лейкоцитарного профиля бычков до и после транспортировки с последующим расчетом показателя состояния.
Лейкоциты различаются между собой как морфологически, так и по биологической роли, выполняемой в организме, поэтому при изучении белой крови особое внимание мы обращали на лейкоцитарный профиль. Проведенный нами анализ лейкоцитарного профиля показывает, что в морфологических показателях крови опытных бычков после транспортировки наблюдаются характерные для стресса изменения. Так, данные таблицы 3 свидетельствуют, что количественные изменения форменных элементов крови бычков подопытных групп характеризуются эозинопенией, лимфопенией и нейтрофильным лейкоцитозом. Характер реакций у этих трех групп лейкоцитов обусловлен интенсивностью действующего на организм стрессора: сильные стрессоры всегда приводят к эозинопении, лимфопении и нейтрофилезу, а при более слабых раздражителях отмечается только некоторая эозинопения при нечетких изменениях в группах лимфоцитов и нейтрофилов (Д.А.Устинов, 1976).
Результаты наших исследований показывают, что транспортировка бычков выступает в качестве достаточно сильного стрессора и вызывает определенные сдвиги в лейкоцитарной формуле крови (таблица 3). После транспортировки на 1 сутки в крови стрессированных животных контрольной группы наблюдались лишь единичные эозинофилы, составившие 0,95%. В крови бычков, получавших до транспортировки хитозан, содержание этих клеток, по сравнению с контролем, было выше в 1,60 раза, а в 3 и 4 группах бычков, на фоне применения сукцината хитозана высокомолекулярного и сукцината хитозана низкомолекулярного количество эозинофилов составило 2,04±0,04% и 2,91±0,14% соответственно при норме 3,0-10,0 %, и было выше контроля в 2,15 и 3,06 раза.
Таким образом, на фоне применения производных хитозана, обогащенных янтарной кислотой, эозинопения была не столь выраженной, что подтверждается сравнением полученных данных с фоновыми величинами в 1 день после транспортировки (рисунок 4). Так, количество эозинофилов в крови опытных бычков снизилось на 38,92% (сукцинат хитозана высокомолекулярный) и 16,13% (сукцинат хитозана низкомолекулярный), в то время как в контрольной группе бычков количественное снижение клеток произошло в 3,58 раза. Действие хитозана было не столь выраженным, однако на его фоне число эозинофилов на 1 сутки после транспортировки также достоверно уменьшилось с 3,42±0,09 до 1,52±0,06% против 0,95± 0,03 % в контроле.
Эозинофилы играют важную роль в разрушении и обезвреживании токсинов белкового происхождения и чужеродных белков. Под влиянием последних число эозинофилов в крови увеличивается. Что же касается основной функции эозинофилов, то в настоящее время можно считать установленным их отношение к течению аллергических реакций, главным образом, немедленного типа. Все это позволяет считать, что продукция эозинофилов, так же, как и их перераспределение (поступление в ткани), зависит от иммунологического состояния организма (Т.С. Исманова, В.А. Алмазов, СВ. Канаев,1995; Г.С. Азаубаева, 2004).
Факт, установленной нами эозинопении, свидетельствует о явном стрессе, происходящем в организме бычков всех подопытных групп, но при этом получавшие до транспортировки хитиновые биополимеры, и особенно сукцинат хитозана низкомолекулярный, оказались более устойчивыми к действию агрессивного транспортного стресс-фактора.
Не смотря на то, что эозинопеническая реакция достаточно хорошо изучена, до настоящего времени полностью не выяснен механизм ее развития. Известно, что эта реакция происходит под влиянием увеличения в организме содержания адреналокортикотропного и кортикостероидных гормонов. Однако непонятны пути своеобразного эозинофильного опустошения систем крови. При этом высказано две точки зрения. Одни исследователи считают, что при стрессе под воздействием повышенных уровней адреналокортикотропного и кортикостероидных гормонов наступает лизис (распад) эозинофилов. Другие ученые полагают, что уменьшение числа эозинофилов в крови происходит не за счет их лизиса, а благодаря выходу, эозинофилов из кровеносного русла в окружающие ткани, то есть имеет место перераспределение клеток белой крови (Д.А. Устинов, 1976; Л.П. Марин, В.П. Тонкоглас, 1982) Так, Марин Л.П. и Тонкоглас В.П. (1982) указывают, что при переходе эозинофилов в соединительную ткань, они начинают проявлять большую фагоцитарную активность, вследствие чего возрастает сопротивляемость тканей к действию вредных веществ, образующихся при воздействии на организм повреждающих факторов. Частичный распад лимфоидных клеток способствует реутилизации ДНК и других клеточных продуктов, что усиливает трофоцитную функцию лимфоцитов.
![Сравнительная характеристика морфологических изменений скелетной мышцы в условиях ее прижизненного и посмертного повреждения [Электронный ресурс]](/i/i/4286/191740.png "Сравнительная характеристика морфологических изменений скелетной мышцы в условиях ее прижизненного и посмертного повреждения [Электронный ресурс] Григорьева Юлия Владимировна")
