Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I Обзор литературы 7
1.1. Морфологические и биохимические показатели крови как индикаторы состояния гомеостаза у животных 7
1.2. Структурный анализ сыворотки крови в оценке физико-химического состояния внутренней среды 39
1.3. Природно-климатические условия Астраханской области 44
ГЛАВА II Собственные исследования 48
2.1. Материалы и методы исследований 48
2.2. Результаты собственных исследований и их обсуждение 54
2.2.1. Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от сезона года 54
2.2.2. Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от физиологического состояния, возраста и пола животных 63
2.2.3. Оценка уровня неспецифической резистентности верблюдов калмыцкой породы 72
2.2.4. Оценка состояния верблюдов методом клиновидной дегидратации 75
Заключение 88
Выводы 100
Практические предложения 103
Список литературы 104
- Морфологические и биохимические показатели крови как индикаторы состояния гомеостаза у животных
- Структурный анализ сыворотки крови в оценке физико-химического состояния внутренней среды
- Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от сезона года
- Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от физиологического состояния, возраста и пола животных
Морфологические и биохимические показатели крови как индикаторы состояния гомеостаза у животных
Гомеостаз есть свойство организма поддерживать свои параметры и физиологические функции в определенном диапазоне, основанное на устойчивости внутренней среды организма по отношению к возмущающим воздействиям внешней среды (W.B.Cannon, 1929; У.Р. Эшби, 1959; М.Т. Таранов, 1976). Способность поддерживать гомеостаз свойственна всем биологическим видам как наследственно обусловленное свойство. Кровь является основным индикатором, раскрывающим характер протекающих в организме животных процессов в ходе его адаптации к колебаниям условий внешней среды, таким образом отражает состояние гомеостаза и функциональную полноценность организма (М.Т. Таранов, 1976; Г.Б. Родионова, с соавт. 1983).
Для оценки состояния организма используются данные гемограммы: количество эритроцитов, лейкоцитов, процентное соотношение отдельных видов лейкоцитов и уровень гемоглобина (М.Э. Борх, 1987).
Эритроциты - высокоспецифичные клетки крови, содержащие гемоглобин и осуществляющие транспорт кислорода. Повышение числа эритроцитов связано с кислородным голоданием тканей, обезвоживанием, начальной стадией инфекционных заболеваний, нарушениями эритропоэза, отравлениями и т.д. (Г.И. Козинец, с соавт. 1998). Причинами низкого содержание в крови эритроцитов и гемоглобина являются ускоренное разрушение в крови эритроцитов или снижение скорости их образования в красном костном мозге, анемиях, недостаточности кормовых ресурсов и т.д. (А.В. Васильев, 1948; В.Н. Никитин, 1949; В.И. Зайцев, с соавт. 1958; К. Хиггинс, 2008).
По данным Е.В. Эйдригевича с соавт. (1966), для всех видов сельскохозяйственных животных характерны высокие значения гематологических показателей у новорожденных животных. После рождения значения данных показателей резко снижаются, затем восстанавливаются, не достигая первоначального уровня, у полновозрастных животных эти показатели выше, чем у старых животных. Кроме того, результаты исследований указанных авторов свидетельствуют о связи между телосложением животного, интенсивностью его роста и оснащенностью крови эритроцитами и гемоглобином. В исследованиях С.Д. Батанова с соавт. (2004) показаны, что число эритроцитов в крови интенсивно растущих бычков выше, чем у животных со средней и низкой скоростью роста.
В исследованиях Х.Ф. Кушнера (1938), Б.А. Алиева (1948), Е.В. Громыко (2005) сообщается, что самцы сельскохозяйственных животных, в отличие от самок, имеют более высокие показатели окислительных свойств крови за счет наличия андростерона.
По результатам исследований Г.А. Бондаренко с соавт. (1959), в период беременности и лактации количество эритроцитов и концентрация гемоглобина в первой трети лактационного периода снижаются и постепенно повышаются к концу лактации. По данным Х.Ф. Кушнера (1938), у овец и крупного рогатого скота эти показатели повышаются во время беременности. Результаты исследований СВ. Кузовлева (2002) свидетельствуют о том, что физиологический акт родов и наступление лактации вызывают усиление эритропоэза, его снижение наблюдается в период интенсивной лактации коров. По данным Е.В. Громыко (2005), течка и беременность коров вызывают повышение количества эритроцитов и гемоглобина.
Изменения картины крови могут быть обусловлены комплексом природно-климатических факторов, а также хозяйственными условиями, включающими в себя как условия и полноценность кормления, так и условия содержания животных (В.Б.Решетов, 1969, 1998). Изменение числа эритроцитов и уровня гемоглобина в зависимости от температуры воздуха продемонстрированы в работах Б.А. Алиева (1948; 1958). Результаты данных исследований указывают, что снижение температуры воздуха ведет к увеличению числа эритроцитов и снижению уровня гемоглобина у овец. В материалах исследований В. Бьянки (1968), изучавшего влияние высокой температуры в камере искусственного климата на состав крови бычков, отмечается повышение уровня гемоглобина.
По данным С. Chartier et al. (1986), изучавших дромедаров на территории Мавритании, количество эритроцитов зависит от возраста и пола животных. Результаты исследований данных авторов свидетельствуют о том, что с возрастом количество эритроцитов у дромедаров уменьшается. Количество эритроцитов у верблюжат самцов младше 1 года составляет 3,59 - 6,0 х10 /мм , у самцов 1-7- летнего возраста - 3,78- 7,78 х10 /мм , в группе самцов старше 7 лет - 3,98-6,95 х10 /мм . Аналогичная картина наблюдается в отношении концентрации гемоглобина: уменьшение данного показателя с увеличением возраста животного. Подобная закономерность регистрировалась и в группе верблюдиц. Количество эритроцитов в группе самок по представленным данным составило от 3,8 до 7,15 х106/мм3, уровень гемоглобина от 8,0 до 16,8 г/100мл.
Результаты исследований С. Chartier et al. (1986) согласуются с результатами исследований I. Ghodsian et al. (1978), J. Bokori (1975) и частично согласуется с результатами работы В.К. Soni et al. (1958).
Структурный анализ сыворотки крови в оценке физико-химического состояния внутренней среды
Методы кристаллографии, позволяющие идентифицировать вещества по их кристаллической структуре, являются одним из направлений в области лабораторной диагностики, разрешающие наряду с традиционными методами осуществлять мониторинг физиологического состояния организма. Разработанный В.Н. Шабалиным и С.Н. Шатохиной способ изучения морфологии биологической жидкости человека отличается от других известных методов своей экономичностью, простотой и однозначностью интерпретации данных для оценки состояния организма. Это позволило использовать данный способ и в изучении животных (Н.Н. Тризно, с соавт. 2005; В.В. Мамонтов, 2007).
Сыворотка крови для морфологического исследования представляется в виде фации с изображением аутоволновых структур. Формирование фации (сухой структурированной пленки капли сыворотки крови) происходит за счет испарения жидкости по поверхности капли, имеющей разную толщину слоя в центральной ее части и на периферии. В процессе испарения воды происходит неравномерное изменение концентрации растворенных в ней веществ, в связи с чем, по градиенту концентрации минеральные соли перемещаются к центру капли, вытесняя органические вещества из воды, осуществляют их перевод в твердую фазу. Многокомпонентный химический состав биологических жидкостей обуславливает сложность данного процесса, протекающего по стадиям, в ходе которых формируются концентрационные волны твердой фазы, разделенной на две зоны -центральную (минеральные соли) и периферическую (органические вещества).
По мнению М.Э. Бузоверя с соавт. (2001), изменения физико-химического состояния внутренней среды организма отражается в специфическом формообразовании структур, которые определяются растворенными в биологической жидкости молекулами, в основном, микроагрегатами органических и минеральных веществ. Специфические особенности структур определяются общими физико-химическими свойствами биожидкости, количественным и качественным составом молекул данных веществ и их способностью устанавливать химические связи. Таким образом, структура биологической жидкости зависит от изменений химического состава внутренней среды организма, а ее самоорганизация зависит от концентрации минеральных и органических веществ, вследствие чего данные структуры можно рассматривать как маркеры общей реакции организма на внешние факторы, а также получать информацию о гомеостазе организма в целом.
Авторами метода установлено, что при физиологической норме фиксируются фации в виде определенных структур: симметричное расположение радиальных трещин, прямоугольные отдельности (части фации, отделенные трещинами), круглые конкреции (скопления однородного вещества) малых размеров (А.К. Аюпова, 2001, 2001а; В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина, 1999, 2000, 2001, 2001а). При патологических состояниях наблюдается нарушение определенного порядка аутоволновой активности, вследствие чего исследуемая биологическая жидкость формирует структуры, которые приобретают новые признаки и определяются как патологические структуры.
Таким образом, фация в своей структуре содержит информацию о физико-химических изменениях состояния внутренней среды организма, наличия или отсутствия патологического процесса, устойчивости физиологических процессов, компенсаторных возможностях и т.д. Авторами метода клиновидной дегидратации установлены пять основных типов фаций: 1. «Радиальная симметрия трещин» - тип фации при физиологической норме, не содержащий патологических образований; 2. «Частично-радиальная симметрия трещин» - тип фации, характеризующийся отдельными изменениями секторального ритма и других основных структурных элементов, указывает на хорошие компенсаторные механизмы объекта (рис. 1); 3. «Иррадиальная симметрия трещин» - тип фации, указывающий на наличие патологических структур, в частности, на нарушение метаболизма (рис.2.); 4. «Циркулярное расположение трещин» - тип фации, указывающий на наличие патологических структур (рис.3); 5. «Двойная» фация - тип фации, указывающий на устойчивые метаболические нарушения, при которых патологически измененные молекулы сыворотки крови ведут себя независимо и строят в фации самостоятельные структуры параллельно с физиологическими молекулярными структурами, признак интоксикации организма. Среди патологических структур в фациях выделяют системные и подсистемные аномалии. К основным системным нарушениям относят потерю симметрии основных элементов (трещин, конкреций, отдельностей), изменение их формы или отсутствие основного элемента в фации. Нарушения структуропостроения могут проявляться в виде аномальных полей типа «языков Арнольда». Данная структура выявляется в сыворотке крови больных при острых и хронических воспалительных процессах внутренних органов, инфекционных заболеваниях, сепсисе (В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина, 2001, 2001а). Наличие в фации «жгутовых трещин в центральной зоне» свидетельствует о гипоксии (Т.В. Кузнецова, с соавт. 2001; В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина, 2001, 2001а), причем, чем выше степень гипоксии, тем больше «жгутов» в центральной зоне. Так, в работе Е.Л. Мандрыгиной с соавт. (2001), у больных в начальной стадии дисциркуляторной энцефалопатии отмечалось наличие маркера острой гипоксии в виде «жгутовых» блоковых трещин, расположенных локально в центре фации. Маркером склеротических изменений является структура «листа» (В.Н. Шабалин, С.Н. Шатохина, 2001, 2001а). По мнению авторов метода, чем больше соотношение поперечного размера «листа» по отношению к его продольной части, тем более выражены склеротические изменения в организме. Структура «листа» образуется путем вертикального перераспределения определенных групп сывороточных белков, в результате чего на поверхность фации попадают молекулы наиболее активных белков, которые в процессе дегидратации свертываются более плотно и стягивают верхние слои определенных участков.
Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от сезона года
Для оценки состояния обмена веществ по рекомендуемым методикам лабораторных клинических исследований (И.П. Кондрахин с соавт. 2004) определяли в сыворотке крови: концентрацию общего белка в сыворотке крови биуретовым методом; концентрацию альбумина - унифицированным колориметрическим методом; фракция глобулина рассчитывалась путем вычитания альбумина от общего белка, белковый коэффициент рассчитывали делением концентрации альбумина на концентрацию глобулина, его величину оценивали, учитывая материалы исследований на верблюдах Р.Д. Сейдахметовой с соавт. (2002); определение концентрации глюкозы, триглицеридов и общего холестерина в сыворотке крови производили энзиматическим колориметрическим методом.
Для мониторинга физиологического состояния верблюдов использовали метод клиновидной дегидратации, разработанный В.Н.Шабалиным и С.Н. Шатохиной (1999; 2000; 2001; 2001а), основанный на изучении структур, образующихся в капле высушенной сыворотки крови. Формирование фации (сухой структурированной пленки), происходит за счет испарения жидкости с поверхности капли. Многокомпонентный химический состав биологических жидкостей обуславливает сложность данного процесса, протекающего по стадиям, в ходе которых формируются концентрационные волны твердой фазы, разделенной на две зоны -центральную и периферическую. В зависимости от изменений химического состава внутренней среды организма, самоорганизация биологической жидкости упорядочивается в виде структур, которые используются как маркеры общей реакции организма на внешние факторы, и дает возможность получать информацию о гомеостазе организма в целом.
Для проведения исследований этим методом сыворотку крови в объеме 0,02 мл наносили с помощью микродозатора «Plastomed» на расположенное строго горизонтально предметное стекло, покрытое тонким слоем лецитина (0,02%). Капля высушивалась при температуре 20-25С и относительной влажности 60-70% при полной неподвижности предметного стекла в течение 24 часов. Исследование системной организации дегидратированной капли сыворотки крови проводилось с помощью стереомикроскопа MZ-12 фирмы «Leica» и цветной телевизионной камеры «Ріхега». Для описания и оценки структур фаций использовали предложенные авторами метода приемы. В весенний сезон методом клиновидной дегидратации изучалась сыворотка крови 5 верблюдов, в летний сезон - 8 верблюдов, контрольное исследование данным способом было проведено в осенний сезон - 11 верблюдов.
Формирование выборок для статистического однофакторного анализа зависимости показателей от возраста делали следующим образом. В группу «1-5 лет» вошли самцы IV группы (п=10) и самки I группы (п=11) в 4 сезона года (п=84), в группу «11-17- лет» - самки II группы (п=8) и самец -производитель в 4 сезона года (п=36). Формирование групп по полу - с учетом пола верблюдов. В состав группы «самки» вошли самки I группы (п=11) и II группы (п=8) в 4 сезона (п=76), группу «самцы» составили самцы IV группы (п=10) зимой и весной и самец - производитель в 4 сезона (п=24). Группы для анализа зависимости от физиологического состояния составили беременные и лактирующие самки II группы (п=8) и небеременные самки I группы (п=11).
Для выявления статистически значимых различий использован однофакторный дисперсионный анализ и t-тест Стьюдента, при этом различия признавались достоверными при р 0,05 (Н.А. Плохинский, 1970; Г.Ф. Лакин, 1990).
Сравнительный анализ морфологических и биохимических показателей крови верблюдов показал существенные сезонные изменения некоторых показателей крови, что связано, по нашему мнению, с их зависимостью от периодической смены природно-климатических и хозяйственных факторов в течение года. Несколько более высокие показатели уровня гемоглобина и количества эритроцитов у верблюдов наблюдаются в летний сезон - от 87,4 до 128,8 г/л и 4,7 - 5,5-10 /л соответственно, ниже - зимой (от 78,5-125,0 г/л и 4,5- 5,4-10 /л) (табл. 2). Полученные данные согласуются с результатами исследований А.И. Израэля (1936), К.Ф. Авдеевой (1957) М.В. Кудряшова (1939), Е.В. Эйдригевича с соавт. (1966), описывающих аналогичные сезонные изменения у крупного рогатого скота, овец и лошадей.
Достоверные изменения в составе белой крови - количестве лейкоцитов и процентном соотношении сегментоядерных форм нейтрофилов, лимфоцитов и эозинофилов в течение года наблюдали у самок II группы и верблюжат III группы по сравнению с другими группами, что было обусловлено физиологическим состоянием этих животных (беременность и лактация) и возрастом животных. У соотношения базофилов, палочкоядерных нейтрофилов и моноцитов сезонные изменения незначительны и соответствуют значениям для верблюдов и вообще для млекопитающих. Процентное содержание палочкоядерных нейтрофилов у обследованных групп верблюдов составило от 5,7 до 9,0 %, базофилов - от 0,8 до 1,0 %, моноцитов - от 2,8- 4,0 %, что согласуется с данными других исследований по бактрианам (М.А. Малышев, 1928; Н.Р. Семушкин, 1949; С. Доржпурэв, 1969; Т.В. Лобанова с соавт. 2000; Н.И. Захаркина, 2009; Л.А. Селимсултанова, 2010).
Морфологические и биохимические показатели крови верблюдов в зависимости от физиологического состояния, возраста и пола животных
Сравнительный анализ данных двух групп - беременных, лактирующих самок и небеременных самок с помощью t-критерия Стьюдента показал статистически значимые различия по количеству эритроцитов, уровню гемоглобина, количеству лейкоцитов, процентному содержанию палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофилов, лимфоцитов, эозинофилов и зависимость их содержания от физиологического состояния животных (табл. 4).
Заключительный этап беременности самок зимой, характеризовался низким уровнем гемоглобина по сравнению с небеременными самками, и более высоким количеством эритроцитов - 78,5 ±2,4 г/л против 87,0 ±0,7 г/л (р 0,05) и 5,1 ±0,06 и 4,5±0,07-10 /л (р 0,05) соответственно. Весной и летом в исследуемых группах регистрировали повышение уровня гемоглобина - в группе лактирующих самок (I - II фазы лактации) этот показатель увеличился на 10,1% (р 0,05), у небеременных самок - на 3,1%, осенью регистрировали его снижение в двух группах. Количество эритроцитов в эти периоды у лактирующих и небеременных самок изменялось мало - 5,1-5,2-10 /ли 4,5-4,7-10 /л соответственно.
Количество лейкоцитов в группе небеременных самок было выше, чем в группе беременных, лактирующих самок - 11,8-11,9-109/л против 9,4-11,7-109/л. Существенное снижение этого показателя на 9,2% (р 0,05) было отмечено в начале II фазы лактации, летом. Группа небеременных самок характеризовалась высоким процентным содержанием лимфоцитов во все исследуемые периоды - 53,2 - 54,1%, по сравнению с беременными, лактирующими самками - 42,0-52,3% (р 0,05). Низкое процентное содержание лимфоцитов было отмечено на заключительном этапе беременности, зимой и в начале II фазы лактации, летом - 43,6±0,6 (р 0,05) и 42,0 ±0,9% (р 0,05) соответственно (табл. 4). Процентное содержание палочкоядерных и сегментоядерных клеток у беременных, лактирующих самок было выше, чем у небеременных самок и изменялось в обратном порядке по отношению к лимфоцитам. Высокое процентное содержание нейтрофилов регистрировали зимой и летом - 48,6% (р 0,05) и 47,7% (р 0,05) соответственно. Существенное повышение содержания эозинофилов на 49,6%(р 0,05) в группе лактирующих самок было отмечено летом, в начале II фазы лактации. Определение соотношения базофилов и моноцитов в период беременности и лактации показало, что их изменения незначительны. Статистически значимых различий между беременными, лактирующими и небеременными самками в течение года по СОЭ нами зарегистрировано не было.
Беременные и лактирующие самки во все исследуемые периоды отличались высоким уровнем общего белка, по сравнению с небеременными самки - 64,8-80,3 г/л против 60,5-73,2 г/л (р 0,05). Сравнительный анализ значений этого показателя в 2 группах свидетельствовал о его зависимости от сезона года. Так, осенью, у самок во II фазе лактации и небеременных самок уровень общего белка регистрировали как максимальные значения -80,3 ±1,4 г/л и 73,2±2,0 г/л (р 0,05) соответственно. Тем не менее, в I фазе лактации, весной, у лактирующих самок регистрировали снижение уровня общего белка на 3,1%, в то время как в группе небеременных самок этот показатель увеличился на 7,6% (р 0,05).
Анализ данных в отношении фракций общего белка показал, что уровень фракции альбуминов у беременных самок выше, чем у небеременных самок - 35,1±2,0 г/л против 31,1 ±1,4 г/л (р 0,05) соответственно. В период II фазы лактации (лето-осень) у самок регистрировали нарастание фракции глобулинов на 28,2% (р 0,05). У небеременных самок в этот период регистрировали увеличение фракции альбуминов на 14,8% (р 0,05).
Результаты определения содержания глюкозы в крови верблюдов свидетельствуют о достоверных различиях по этому показателю среди беременных, лактирующих и не беременных самок (табл.4). Анализ данных указывает на увеличение уровня глюкозы у самок в I фазе лактации по сравнению с заключительным этапом беременности с 5,6 до 6,4 ммоль/л (р 0,05) и последующую тенденцию снижения этого показателя со II фазы лактации - до 5,7 ммоль/л (осень). Полученные результаты согласуются с данными Н.И. Захаркиной (2010), указывающей на высокие значения уровня глюкозы у верблюдиц калмыцкой породы - 4,6 ±0,44 ммоль/л и частично согласуются с данными И.И. Сиденко (1999), сообщающего о снижении уровня глюкозы во II фазе лактации у верблюдиц этой породы (с 2,0 до 1,8 ммоль/л).
Уровень холестерина в заключительном этапе беременности был незначительно ниже, чем у небеременных самок. В I фазе лактации регистрировали его увеличение с 1,1 ±0,2 до 1,5 ±0,1 ммоль/л, во II фазе лактации - его снижение до 1,4 ±0,2 ммоль/л летом и 1,2 ±0,1 ммоль/л осенью. Пониженное содержание холестерина у беременных и лактирующих самок - 1,3 ±0,1 ммоль/л по сравнению с небеременными самками 1,6 ±0,1 ммоль/л (р 0,05) по-видимому, отражают большие энергетические затраты верблюдиц во время отела и периода лактации. Высокий уровень триглицеридов в крови беременных, лактирующих самок в течение года, чем у небеременных самок - 1,0 ±0,06 ммоль/л против 0,4 ±0,02 ммоль/л (р 0,05) вероятно обусловлен усилением липидного обмена в связи с интенсивным продуцированием молока.
Таким образом, закономерностью изменения морфологических и биохимических показателей крови на заключительном этапе беременности и лактации верблюдиц является - изменения количества эритроцитов и уровня гемоглобина, количества лейкоцитов и лейкоцитарной формулы, уровня общего белка, глобулинов, глюкозы, холестерина и триглицеридов. Динамика изменений показателей крови беременных, лактирующих самок тесно связаны с сезоном года, условиями кормления и возрастом верблюдов. Беременность и лактация вызывают существенные изменения показателей красной крови вследствие усиления обмена веществ и физиологического напряжения организма. Результаты исследований указывают на однотипные возрастные изменения количества эритроцитов и уровня гемоглобина - их уменьшение с возрастом животных (табл. 5). У верблюдов 11-17-летнего возраста количество эритроцитов и уровень гемоглобина на 10,4% и 5,6% ниже, чем у животных 1-5-летнего возраста - 4,3±0,04-1012/л против 4,8±0,04-1012/л (р 0,05) и 83,7±3,9 г/л против 88,7±0,4 г/л (р 0,05) соответственно. Сравнительный анализ изменений количества лейкоцитов и лейкоцитарной формулы указывают на значительные колебания в содержании некоторых видов клеток в зависимости от возраста животного. Количество лейкоцитов в онтогенезе верблюдов изменяется, тем не менее, достоверные возрастные различия относительно данного показателя, напрямую связаны с физиологическим состоянием животных вошедших в эту группу, а не с возрастом верблюдов.
