Введение к работе
Актуальность темы. Проблема обмена углеводов постоянно привлекает внимание исследователей. Большой вклад в изучение обмена углеводов и его регуляцию внесли А.Г.Савойский (1935-1972), П.Ф.Солдатенков (1935-1976), С.Г.Генес (1949), С.М.Лейтес(1955), А.Д.Ноэдрачев (1969), Г.И.Горзіков (1971), Н.В.Курилов (1973, 1975), В.В.Цюпко (1973), С.В.Стояновский и др. (1975), А.М.Емельянов и др. (1978), W.D.Hess (1948), R.D.Heid (1950), K.L.Blaxter (1961), D.B.Armstrong (1955), H.A.Hardi (1966), B.Bergman (1977), M.P.Creoh (1977) и др., что обусловлено их важной ролью в биоэнергетике организма и непосредственной связью данной проблемы с решением вопросов продуктивности сельскохозяйственных животных.
Однако многие аспекты метаболизма углеводов остаются недостаточно изученными; к числу последних, в частности, относятся вопросы о роли гемато-энцефалического барьера (ГЭБ) в обмене веществ в головном мозге - этого уникального морфо-функциональ-Ного образования, обладающего регуляторной и защитной функциями по отношению к внутренней среде центральной нервно'Й системы (ЦНС).
Сформулированное Л.С.Штерн в 1921 г. учение о ГЭБ получило успешное развитие в работах ее учеников и последователей (Кассиль Г.Н., 1963, 1983; Фридман А.П., 1971; Майзелис М.Я.,1973, 1981; Росин Я.А., 1977, 1981, 1984; Dauson П. , 1976; Bred-Ьегу М. ,1979; Yohanson СЕ. , 1989 и др.).
Однако в литературе по-существу отсутствуют данные о целевых исследованиях метаболизма углеводов в системе ГЗБ у сельскохозяйственных животных. Отдельные сообщения касаются методики получения ликвора, содержания некоторых органических и неоргани^ ' ческих веществ в цереброспинальной жидкости (ЦОК) и тканях моз- га, введения лекарственных препаратов в ликворную систему мозга животных (Алиев А.А., 1974; Бушксв В.Г., 1974; Данелия Р.Е., 1983; Кузнецов А.К., Донков С.А., 1990; Смолин А.Г., 1990).Многие вопросы, касающиеся метаболизма углеводов, активности его . ферментных систем, а также влияния физиологического состояния организма и функционального состояния ЦНС на деятельность ГЭБ у крупного рогатого скота остаются нерешенными. . Вместе с тем, требования ветеринарной клиники настойчиво диктуют необходимость более глубокого изучения теоретических аспектов функционирования ГЭБ и центральной нервной системы у еель-
скохозяйственных животных для более полной оценки физиологического состояния, своевременной и правильной диагностики и лечения животных.
Цели и задачи исследования. Основной целью настоящей рабо
ты являлось исследование роли ГЭБ в обмене углеводов головно
го мозга у крупного рогатого скота. В соответствии с этим .
были поставлены следующие задачи: ' .
-
Изучить содержание общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной и лимонной кислот, а также определить активность ферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и альдолазы (АЛД) в ликворе, притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови и на основе полученных данных установить артерио-венозную разницу всего'мозга и проницаемость ГЭВ для . указанных ингредиентов углеводного обмена.
-
Изучить обмен углеводов в системе ГЭБ при различном физиологическом состоянии организма-(возраст, пол, беременность,-лактация, сухостойный период). .
у 3. Вияснить влияние на углеводный обмен в системе ГЭВ функционального состояния ЦНС (возбуждение, торможение).
4. Изучить влияние на проницаемость и обмен углеводов внутривенного введения гипертонического раствора глюкозы.
Работа выполнена в соответствии с комплексной темой № 7 (раздел 7.1) плана НИР Ленинградского ветеринарного института на 1986-1990 гг. (№ государственной регистрации ОІВ60070332).
Научная новизна. В результате комплексного исследования *
впервые определены гомеостатические уровни общего сахара, глю
козы, молочной, пировиноградной и лимонной кислот, а также ак
тивность АЛД и. ЛДГ в ликворе, в притекающей к мозгу и оттекав- .
щей от него крови у крупного рогатого скота. Установлено,.что
головной мозг меньше выделяет в венозную кровь общего сахара и
глюкозы, чем получает их из притекающей крови и, наоборот,
больше выделяет в венозную кровь метаболитов углеводного обме
на. Выявлено наличие селективной проницаемости ГЭБ. Коэффици
ент его проницаемости для сахара , глюкозы и цитрата меньше
единицы, для пирувата-- больше. ... '
Изучено влияние на метаболизм углеводов в.системе ГЭБ воз-. ' растных и половых факторов, физиологического состояния в периоды воспроизводительного цикла (стельность, лактация, сухостой) и функционального состояния ЦНС (возбуждение, торможение). Уста-,'
новлено, что изменения в обмене углеводов при возбуждении и торможении в ЦНС, вызванных медикаментозными средствами, имеют, как правило, противоположную направленность.
Доказана возможность повышать проницаемость ГЭВ для глюкозы и метаболитов углеводного обмена внутривенным введением гипертонических растворов глюкозы.
Практическая значимость. Установленные уровни метаболитов и ферментов углеводного обмена в ЦСЖ, артериальной и венозной крови у крупного рогатого скота черно-пестрой породы могут быть использованы в качестве нормальных гомеостатических показателей как справочный материал в практике зооветеринарной работы и при научных исследованиях. Они приняты к внедрению Ленинградской областной ветеринарной лабораторией.
Внутривенные введения гипертонических растворов глюкозы могут применяться в клинике в случаях,когда требуется усиление питания мозга и обеспечение его возрастающих энергетических потребностей.
Теоретические разработки и материалы исследований, представленные в диссертации, используются в учебном процессе кафедры физиологии Санкт-Петербургского ветеринарного института на ветеринарном факультете и факультете повышения квалификации, ветеринарных врачей. Они рекомендуются для использования в учебном процессе других сельскохозяйственных вузов.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Ленинградского ветеринарного института (1990, 1991), на III научной конференции молодых ученых Ленинградского ветеринарного института (1989), на Всесоюзной конференции "Физиология продуктивных животных -решению.продовольственной программы СССР" (Тарту, 1989),на IX Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Резервы увеличения производства сельскохозяйственной продукции" (Оренбург, 1990), на X научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Пути увеличения і . производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции" (Оренбург,.1991), на Всесоюзном совещании "Новые аспекты участия биологически активных веществ в регуляции метаболизма и продуктивности сельскохозяйственных животных" (Боровск, 1991), а также на заседании кафедры физиологии института,(1991).
Публикации. Материалы диссертационной работы изложены в 7-ми научных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает следующие разделы; введение, обзор литературы, материал и . методы .исследования, результаты собственных исследований, их обсуждение и заключение, выводи и приложения.