Содержание к диссертации
Введение
1. CLASS Обзор литературы CLASS 14
1.1. Физиолого-биохимический статус организма животных в онтогенезе 14
1.2. Значение отдельных веществ крови в формировании физиолого-биохимического статуса организма 16
1.3. Межфазная тензиометрия в оценке физиолого-биохимического статуса животных. Теория вопроса и методы изучения 24
1.3.1. Поверхностное натяжение жидкостей 24
1.3.2. Поверхностно-активные вещества 27
1.3.З.Методы межфазной тензиометрии 31
1.3.4. Поверхностное натяжение в живых организмах 32
1.4. Корреляционная взаимосвязь между параметрами динамического поверхностного натяжения и биохимическими показателями сыворотки крови 34
1.5. Модели исследования биологических систем 37
2. Собственные исследования 49
2.1. Материалы и методы исследований 49
2.1.1. Используемые реактивы и методики приготовления растворов 52
2.1.2. Методы и приборы 57
2.1.3 Статистическая обработка результатов 74
2.2. Результаты собственных исследований и их обсуждение 77
2.2.1. Оптимизация методики определения ДПН для исследования биологических жидкостей животных 77
2.2.1.1. Анализ тензиограмм 77
2.2.1.2. Модификация методики определения динамического поверхностного натяжения биологических жидкостей животных 84
2.2.2. Становление физиолого-биохимического статуса'свиней в разные сроки постнатального онтогенеза 90
2.2.2.1. Становление параметров динамического поверхностного натяжения сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза 90
2.2.2.2. Становление биохимических показателей сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза 96
2.2.2.3. Корреляционный анализ между параметрами динамического поверхностного натяжения и биохимическими показателями сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза 106
2.2.3. Становление физиолого-биохимического статуса крупного рогатого скота в разные сроки постнатального онтогенеза 121
2.2.3.1. Становление параметров динамического поверхностного натяжения сыворотки крови коров в разные фазы постнатального онтогенеза 122
2.2.3.2. Становление биохимических показателей сыворотки крови коров в разные сроки постнатального онтогенеза 125
2.2.3.3. Динамика уровня общего белка и альбуминов в сыворотке крови коров в разные сроки постнатального онтогенеза 130
2.2.3.4. Корреляционный анализ между параметрами ДПН и биохимическими показателями сыворотки крови коров в разные сроки постнатального онтогенеза 133
2.2.4. Становление физиолого-биохимического статуса лактирующих коров , 142
2.2.4.1. Корреляционный анализ между биохимическими показателями сыворотки крови и биохимическими показателями молока лактирующих коров 142
2.2.4.2. Становление параметров динамического поверхностного натяжения и биохимических показателей молока коров в зависимости от числа и периода лактации 146
2.2.4.3. Сравнительное исследование ДПН молока и его сыворотки 152
2.2.5. Динамическая межфазная тензиометрия систем, моделирующих биологические жидкости животных 155
2.2.5.1. Исследование модельных систем на основе сывороточного альбумина и белок-солевых смесей 155
2.2.5.2. Исследование модельных систем на основе липидных везикул и липид-белок-солевых смесей 167
2.2.5.3. Влияние низких температур на параметры динамической
межфазной тензиометрии модельных систем 183
2.2.6. Разработка и формирование мономолекулярных слоев на основе биоорганических соединений 187
Выводы 197
Практические предложения 200
Библиографический список 201
- Значение отдельных веществ крови в формировании физиолого-биохимического статуса организма
- Корреляционная взаимосвязь между параметрами динамического поверхностного натяжения и биохимическими показателями сыворотки крови
- Становление параметров динамического поверхностного натяжения сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза
- Корреляционный анализ между биохимическими показателями сыворотки крови и биохимическими показателями молока лактирующих коров
Значение отдельных веществ крови в формировании физиолого-биохимического статуса организма
Кровь отличается от других тканей, своим агрегатным- состоянием, которое позволяет выделить в; ней? две: фазы: жидкую (плазма) и плотную (форменные элементы крови). Илазма крови, представляет собой; раствор, содержащий в себе БАВ (ферменты, гормоны, витамины и т.д.) и другие химические вещества (белки, углеводы, жиры, продукты распада, белков, продукты распада углеводов и жиров; минеральные, соединения- и др.): Относительное постоянство химического состава крови определяет ФБЄ организма животного на конкретный период его жизни и объясняется наличием в организме мощных регулирующих механизмов (ЦНС, гормональная система и дрО, обеспечивающих четкую взаимосвязь в работе таких важных для-жизнедеятельности органов и тканей, как печень, почки, легкие и сердечно-сосудистая-система; [15;24;32]. Все случайные колебания нормальных показателей ФБС крови: в здоровом организме быстро выравниваются. Напротив, при патологических состояниях отмечаются более или менее резкие сдвиги; в химическом составе крови, что свидетельствует об отклонении ФБС организма от нормы [13;15;18;51;54;63;66;88;106;180];.
Плазма крови составляет около 55% от общего объема крови. Из общей массы растворимых в плазме веществ на белки приходится около 7%, .на неорганические соли - около 0,9% и на небелковые органические соединения -около 2% от ее объема [12-13;21;48 49;61-62;88].
Особое значение для животного организма имеют белки. Белки крови определяют ее вязкость, создают коллоидно-осмотическое (онкотическое) давление; которое необходимо для регуляции обмена воды между кровью и тканями, поддерживают рН крови на постоянном уровне. Основными белками крови являются альбумины и глобулины (Приложение 1; табл. 171-1). Их соотношение принято называть белковым коэффициентом. От величины белкового коэффициента (А/Г) зависит показатель СОЭ, который повышается при увеличении количества глобулинов. Глобулины в свою очередь делятся на а-, р- и у-фракции. Гамма-глобулины синтезируются в печени и являются носителями антител, а- и- (3-глобулины участвуют в транспорте холестерина, фосфолипидов и. стероидных гормонов. В глобулиновую фракцию-входит также белок фибриноген, имеющий- большое значение в свертывании крови [13;6Г-62].
Альбумины являются наиболее гомогенной фракцией белков крови; Они. синтезируются, в, печени, связывают и транспортируют ионы магния, кальция, билирубин, свободные жирные кислоты, лизолецитин, стероидные гормоны и- некоторые лекарственные соединения, а также, являясь источником аминокислот, выполняют трофическую1, функцию, участвуя в синтезе тканевого белка самого организма и различных видах продукции [13;55;61;93;140].
При росте, беременности, лактации, мышечной работе и других важнейших физиологических процессах, а также при многих заболеваниях, количество белков в крови может значительно варьировать [13;88]. Например; в крови новорожденных почти полностью отсутствуют у глобулины, они появляются в ней в молозивный период, когда1 молоко, а точнее молозиво, мамы является единственным источником этих белков для детеныша. Кроме того, с возрастом изменяется соотношение А/Г. В детском возрасте альбумины имеют более высокие концентрации. С ростом концентрация альбуминов уменьшается и возрастает концентрация глобулинов [12-13;21;73;88].
Некоторые изменения белковой картины крови можно вызвать изменением рационов кормления животного. Например, перевод коров на зеленые корма вызывает увеличение глобулиновой фракции крови [9;13;44]. Высокая молочная продуктивность сопровождается повышением концентрации общего белка в крови [13;24;46]. На последних стадиях беременности (в период сухостоя) кровь коров обогащается глобулинами при одновременном падении общего белка [75; 88]. По сведениям других авторов [13; 19] динамика глобулинов находится в прямой зависимости от величины удоя и максимальное их содержание в крови коров наблюдается в первый период лактации.
Небелковые органические компоненты плазмы крови представлены мочевиной, аминокислотами, билирубином, креатином и креатинином, мочевой кислотой, углеводами, органическими кислотами и липидами.
К основным-, липидным компонентам плазмы (сыворотки) крови относятся триацилглицеролы, илш нейтральные жиры, свободный холестерол и эфиры холестерола, фосфолипиды, неэтерифицированные жирные кислоты (Приложение 1; табл. 777-3). Физиологическая роль липидов- в организме заключается в том, что они входят в состав клеточных структур (пластическое значение липидов) и используются как богатые источники энергии (энергетическое значение липидов). Комплекс липидов с белками получил название липопротеинов. Циркулирующие в крови липопротеины являются важным резервом жира в организме, так как под влиянием липопротеиновои липазы из жира, входящего в состав липопротеидов, могут освобождаться жирные кислоты.
Триацилглицеролы наиболее распространенные из существующих в природе липидов. В плазме они транспортируются в комплексе с аполипопротеинами, образуя липопротеины очень низкой плотности и хиломикроны [47;77]. Фосфолипиды являются основным компонентом всех биологических бислойных мембран. Отсутствие фосфатидилхолина (лецитина) в структуре сурфактанта легких недоношенного молодняка ведет к слипанию альвеол их легких и, как следствие, нарушению развития дыхательной системы (пониженная аэрация) [47; 171-172].
Корреляционная взаимосвязь между параметрами динамического поверхностного натяжения и биохимическими показателями сыворотки крови
При этом, во всех перечисленных работах на животных изучалось. только статическое или равновесное ПН. Впервые изучение ДПН, а не отдельных значений ПН биологических жидкостей животных, на примере сыворотки крови лошадей были проведены только в 2006 году сотрудниками ФГОУ ВПО МГАВМиБ [Зайцев С.Ю., Максимов В.И., Милаёва И.В. и другие, 2006; 2007]. В этой же работе отмечена зависимость ДПН сыворотки крови лошадей от возраста и пола животного {Приложение 1; табл. Ш-12). До начала наших работ не было сведений об особенностях ДПН сыворотки крови крупного рогатого скота и свиней и молока коров, зависимости его параметров от количественного состава данных биологических жидкостей. Хотя в области свиноводства и скотоводства, практической ветеринарии и зоотехнии исследование параметров ДПН сыворотки крови и молока может дать интегральную информацию при экспресс-оценке ФБС организма при ведении племенной работы, в период проведения массовых вакцинаций, осеменения животных и т.д.
Величина ДПН биологических жидкостей зависит от содержания в них белков, липидов, желчных кислот и их солей. В работах сотрудников Донецкого государственного медицинского университета [37-42;64;143] представлены данные по ДПН сыворотки крови и мочи для людей разного пола и разных возрастных групп и установлена прямая и обратная корреляционная связь между отдельными биохимическими показателями и ДГШ для различных времен существования поверхности (табл. 1).
У обследованных здоровых людей показатели ДПН крови при времени «существования» поверхности обнаруживают прямую достоверную корреляционную связь с уровнем в крови а і-глобулинов, р2-микроглобулина, фибриногена, глюкозы, калия, натрия, кальция; при временах 1 с - с содержанием глюкозы и тех же электролитов; при 100 с - с концентрацией общего белка, (3-глобулинов, ЛПВП и общего кальция [64; 144]. ДПН сыворотки при 0,01 с обратно коррелирует с показателями аг-глобулинов, IgG (сильная корреляционная связь) и IgA; при 1 с (о ) - с уровнем IgG и IgM, хлорид-ионов, триацилглицеролов, общего холестерола, фосфолипидов, мочевины ЛПНП и ЛТЮНП, а при 100 с - с содержанием триацилглицеролов, общего холестерола (сильная корреляционная связь), фосфолипидов, мочевины, ЛПНП и хлорид-ионов.
Следовательно, аг и ос2-глобулины, Рг-микроглобулин, IgA, фибриноген и ионизированный кальций оказывают влияние на ДПН при коротких временах «существования» поверхности; IgM и ЛПОНП - в зоне средних времен; а общий белок, (3-глобулины и ЛПВП -при больших временах «существования» поверхности. Примечательно, что только уровень кальция определяет все параметры ДПН, причем данное неорганическое вещество проявляет свое действие, как поверхностно-инактивное. Альбумин, по данным авторов, не оказывает существенного влияния на параметры ДПН сыворотки крови здоровых людей, хотя, как известно, относится к мощным сурфактантам [35;37]. Содержание глюкозы в крови влияет на значения ДПН в области 0,01 и 1 секунд «существования» поверхности (положительная корреляционная связь), а мочевины - в области 1 и 100 секунд (отрицательная корреляционная связь) [38;64].
Известно что дисбаланс состава белков и жиров кровні способендаже у здоровых людей; вызывать дополнительное образование факторов гемокоагуляции; что; в свою очередь, может воздействовать на- параметры межфазной тензиометриш [64; 144J. Так, свободный холестерин: при сдвигах в липидном обмене встраивается в? мембрану эритроцитов» m изменяет соотношение "холестерин/фосфолипиды" с выходом из,клеток в сыворотку крови поверхностно-активного фосфатидилхолина; Это влияет; на текучесть липидного бислояповышением?его вязкости [47;64].
Процессы, возникающие при взаимодействии различных; продуктов метаболизма с: протеинами, проявляются в изменениях молекулярной структуры, белков, определяя тем самым: появление: у них новых физико-химических их свойств, изменяяшязкость и?ПН сыворотки:кровш[34;64].
Приведенный анализ результатов - исследованиям представляет не только научно-теоретический интерес, но также имеет большое практическое значение для раннею диагностики патологических процессов: и? контроля над проведением; лечебных мероприятий; как у людей; так и у животных:
Становление параметров динамического поверхностного натяжения сыворотки крови свиней в разные сроки постнатального онтогенеза
Тензиограммы сыворотки крови- свиней всех групп характеризуются снижением; ПН при увеличении времени «существования» поверхности (рис. 13-14). Наибольшие отличия в форме тензиограмм; наблюдаются для сыворотки крови поросят 2-3-суточного возраста, свиноматок на 99-100 дне супоросности и лактирующих,свиноматок.
Для наиболее точной характеристики для каждой исследованной пробы сыворотки крови свиней были определены параметры ДИН; средние значения которых представлены в табл. 7-8:
Исследования показали, что для всех исследуемых групп свиней наиболее высокие значения ДИН сыворотки крови фиксируются при t— 0 (сто), а наиболее низкие - при t— оо (а3). Наиболее низкие значения ДИН при всех временах «существования» поверхности и максимальные значения коэффициентов наклона тензиограммы отмечаются у поросят в возрасте 2-3 суток (табл. 7), что по всей вероятности обусловлено наиболее высоким
С возрастом организм поросят продолжает закономерно развиваться, что сопровождается значительными изменениями ДПН их сыворотки крови; так, к 28-30-суточному возрасту (на 3-4 день после отъема) при достижении поросятами живой массы 7,2 кг - 9,2 кг значения параметров Оо, oi, 02 и оз достоверно увеличиваются (на 9,0%, 9,5%, 13,2% и 16,2% и на 0,7%, 2,2%, 3,2% и 7,2%, соответственно), а значения Ха И %i - снижаются на 33,4% и 30,0% и на 28,5% и 23,6%, соответственно, по сравнению с поросятами молозивного и молочного питания 2-3-суточного и 24-25-суточного возраста, соответственно. У ремонтных поросят к 109-118 суткам по сравнению с поросятами-отъемышами достоверно изменяются только значения коэффициентов наклона тензиограммы: Хо снижается на 14,7%, а %і -возрастает на 13,0%.
После периода интенсивного роста к 6-месячному возрасту, поросята достигают живой массы 90 - 115 кг, начинается их половое созревание, что приводит к изменениям значений ДПН (а0, аь CJ2 и а3) и коэффициентов наклона тензиограммы (Ао и Х\) их сыворотки крови, которые в среднем оказываются на 8,9%, 9,4%, 14,2% и 13,9% достоверно выше и на 87,7% и 64,2% - ниже, соответственно, по сравнению с 2-3-суточными поросятами; на 1,5%, 2,8%, 5,8% и 9,6% - достоверно выше и на 80,8% и 56,2% - ниже, соответственно, по сравнению 24-25-суточными; на 0,4%, 0,8% выше, на 2,8% и 3,2% достоверно выше и на 36,7% и 26,3% - ниже, соответственно, по сравнению с 28-30-суточными поросятами. Параметры ДПН для поросят на откорме и ремонтных поросят того же возраста изменяются только в пределах ошибки измерения, при этом, у поросят на откорме отмечаются более высокие значения ДПН при всех временах жизни поверхности и более низкие значения параметров XQ И Х\.
В возрасте 8 месяцев после наступления физиологической зрелости и при достижении ремонтными свинками живой массы 140 кг значения ДПН (оо, Сч, о"2 и Оз) их сыворотки крови несколько снижаются по сравнению с поросятами 6-месячного возраста, но остаются на 8,4%, 7,8%, 12,3% и 14,5%, соответственно, и на 0,9%, 1,2%, 3,9% и 7,4%, соответственно, выше соответствующих значений по сравнению с поросятами 2-3-суточного и 24-25-суточного возраста, соответственно.
Корреляционный анализ между биохимическими показателями сыворотки крови и биохимическими показателями молока лактирующих коров
Молоко коровы имеет сложный химический состав, включающий в себя более ста различных компонентов. Все компоненты молока образуются из крови, которая поступает в молочную железу. Сущность процесса молокообразования заключается в поглощении лактоцитами из крови предшественников молока, фильтрации определенных соединений (так, некоторые белки, ферменты, гормоны, витамины, минеральные вещества и др. переходят в молоко без изменений), синтезе специфических компонентов молока, путем сложной перестройки химических веществ плазмы крови, в процессе клеточного обмена в альвеолах (казеина, лактоальбумина, лактоглобулина, лактозы и др.) и выделении готового секрета.
В связи с вышеизложенным, было интересно выяснить взаимосвязь количественного содержания компонентов сыворотки крови дойных коров и биохимических показателей молока тех же животных в зависимости от периода лактации.
В результате проведенных исследований было выявлено, что максимальные значения уровня общего холестерола, триацилглицеролов, общего белка, альбуминов и глюкозы в сыворотке крови коров наблюдаются на 3-4 месяце лактации, что совпадает с периодом высоких суточных удоев и максимальными концентрациями общих липидов, общего белка и углеводов в молоке этой группы животных (табл. 29). Для кальция «также наблюдается прямая зависимость, но его уровень, напротив, возрастает к 5-7 месяцу лактации. Высокое содержание уровня общего белка, общего холестерола и глюкозы- в сыворотке крови могут быть также связаны с усилением белкового, жирового и углеводного обменов в период разгара лактации.
Для выявления зависимости и взаимосвязи содержания общего белка, общих липидов, углеводов и кальция в молоке коров от уровня исследуемых биохимических показателей в их сыворотке крови - для каждой исследуемой группы лактирующих животных был проведен корреляционный анализ и рассчитаны коэффициенты корреляции между биохимическими показателями их сыворотки крови и биохимическими показателями молока (табл. 30-31).
Так, при увеличении концентрации, общего белка в сыворотке крови коров на 3-7 месяце лактации его содержание в молоке также возрастает (сильная корреляционная связь). Повышение уровня альбуминов оказывает такое же действие, но в этом случае отмечается корреляция лишь средней силы, что, с учетом их количественного и относительного (к общему белку) содержания в сыворотке крови лактирующих животных в разные сроки стельности, можно объяснить тем, что альбумины - в большей степени -используются организмом матери в качестве строительного материала для развивающегося плода.
Уровень общего холестерола и триацилглицеролов в сыворотке крови коров имеет положительную корреляционную связь с содержанием в их молоке общих липидов (на 5-7 месяце лактации - сильная корреляция, на 3-4 месяце - сильная только для общего холестерола), а для коров, находящихся на 5-7 месяце лактации еще и с уровнем углеводов. При увеличении концентрации глюкозы в сыворотке крови коров на 3-7 месяце лактации в их і молоке возрастает содержание углеводов (для коров; находящихся на 3-4 месяце - сильная корреляционная связь), общих липидов (на 3-4 месяце лактации) и общего белка. Содержание общего кальция в,крови коров имеет обратную корреляционную связь с содержанием общих липидов, общего белка (на 3-4 месяце лактации) и углеводов1 (на 5-7 месяце лактации), и прямую сильную корреляционную связь с уровнем общего кальция.
