Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор. -9
1.1. Влияние физической нагрузки на организм лошади. - 9
1.2. Энергообеспечение мышечной ткани . -11
1.3. Влияние физической нагрузки на сердечно-сосудистую и дыхательную системы. -14
1.4. Изменение морфологической картины крови у лошадей в тренинге. -17
1.5. Изменение биохимических показателей крови при мышечной нагрузке . -19
1.6. Влияние стрессовых факторов на организм спортивных лошадей. - 27
1.7. Процессы восстановления после физической нагрузки. -28
1.8. Роль кормления в повышении работоспособности спортивных лошадей. - 28
1.8.1. Сыворотки. Сыворотка гидролизованная обогащенная лактатами «СГОЛ-1-40». -33
2. Материалы и методы исследований. - 42
2.1. Схема опытов. -42
2.2. Методы лабораторных исследований. - 50
2.3. Статистическая обработка. - 56
3. Результаты собственных исследований. - 57
3.1. Оценка зоотехнических показателей лошадей. -57
3.2. Клинико-физиологические и биохимические показатели лошадей опытной и контрольной групп в первом опыте . - 57
3.3. Клинико-физиологические и биохимические показатели лошадей опытной и контрольной групп во втором опыте. - 63
3.4. Влияние СГОЛ-1-40 на организм лошадей в плане «покой-работа - отдых» по комплексу клинико-физиологических и биохимических показателей крови. 73
Обсуждение результатов. - 93
Выводы. -100
Предложения производству. -102
Список литературы. -103
- Энергообеспечение мышечной ткани
- Изменение биохимических показателей крови при мышечной нагрузке
- Клинико-физиологические и биохимические показатели лошадей опытной и контрольной групп в первом опыте
- Влияние СГОЛ-1-40 на организм лошадей в плане «покой-работа - отдых» по комплексу клинико-физиологических и биохимических показателей крови.
Введение к работе
Актуальность темы.
В настоящее время в России конный спорт выходит на новый виток развития, в связи с чем возрастают требования к здоровью спортивных лошадей.
Высокая работоспособность спортивных лошадей достигается при условии сочетания рациональной тренировки с правильным режимом их содержания и полноценным кормлением. В процессе тренировки и соревнований спортивные лошади подвергаются сильному нервно-мышечному напряжению, требующему значительных затрат энергии. Поэтому рацион должен быть индивидуальным, сбалансированным и обеспечивать лошадь всеми необходимыми питательными веществами, микро- и макроэлементами, витаминами.
Современные классические виды конного спорта характеризуются значительной сложностью и высокими требованиями к лошади; большим разнообразием типа, форм, величины препятствий; динамичностью условий внешней среды, наличием разнообразных звуковых, световых и других раздражителей. Это делает двигательную деятельность спортивных лошадей значительно сложнее и требует выработки у них многих специфических условных рефлексов. В то же время установлено, что работа спортивных лошадей в процессе соревнований является не только выражением устойчивых условно-двигательных рефлексов, но и проявлением широких функциональных возможностей организма, требующих хорошей его адаптации к напряженной и продолжительной нервно-мышечной деятельности.
В настоящее время предлагается множество витаминных комплексов и добавок российского и зарубежного производства, помогающих решить
вышеперечисленные проблемы. В последние годы на российском рынке появился новый препарат - СГОЛ-1-40 (сыворотка гидролизованная, обогащенная лактатами), вырабатываемый микробиотехнологическим способом на основе отходов молочной промышленности - сыворотки, обогащенной лактатами и биологически ценными веществами, продуцируемыми молочнокислыми бактериями.
Препарат СГОЛ-1-40 в настоящее время нашел применение в медицинской и ветеринарной практике, в пищевой промышленности и в животноводстве. Проводился ряд исследований, в результате которых было установлено, что препарат:
богат биологически активными веществами (витаминами, ферментами, микроэлементами, индукторами метаболизма и другими биологически активными веществами, синтезируемыми молочнокислыми бактериями);
является пребиотиком; ^
является адаптогеном и иммуномодулятором;
усиливает репродуктивные функции (улучшает качество спермы и объем эякулята, повышает эффективность осеменения (Герасимов А.В., Нарижный А.Г. и др., ВНИИС) (28, 29), сокращает сроки полового созревания и период бесплодия у коров, повышает яйценоскость кур и т.д.);
является эффектором пищеварения, то есть более полно и быстро помогает усвоению основного корма, что особенно важно в питании спортивных лошадей;
снижает расход кормов в зависимости от качества на 20-50% на 1кг прироста живой массы;
повышает устойчивость служебных собак к психо-эмоциональному стрессу;
Несмотря на перечисленные выше многочисленные исследования, СГОЛ пока не нашел применения в коневодстве. У нас имеются сведения лишь об одном случае его применения на базе Раменского ипподрома в период с 1 по 12 мая 1997 года. Эксперимент проводился на трех жеребцах разных возростных групп (от 3-х до 5-ти лет), которые не могли устойчиво показывать высокие результаты при ипподромных испытаниях. После применения препарата все три лошади при визуальном осмотре «поправились, физически окрепли, стали до конца проедать свою суточную норму кормов, волосяной покров животных приобрел ярко выраженный блестящий окрас. Поведение животных стало более спокойным. При испытаниях все три жеребца заняли 1-е места, заметно улучшив свои прежние рекорды»-из отзыва о препарате СГОЛ-1-40 от 15 мая 1997 года, подписанного директором ипподрома «Раменский» Неспановым А.Ф..
В связи с этим изучение влияния СГОЛа на организм лошадей является своевременным и актуальным.
Цели и задачи.
Целью работы являлось исследование действия СГОЛ-1-40 на функциональное состояние и работоспособность спортивных лошадей. Для осуществления данной цели были поставлены следующие задачи:
Определить влияние СГОЛ-1-40 на организм спортивных лошадей по комплексу клинико-физиологических и морфо-биохимических исследований.
Определить морфо-биохимические показатели крови лошадей в покое и в плане «покой - работа - отдых».
Выявить влияние СГОЛ-1-40 на работоспособность лошадей.
Определить наиболее эффективную дозировку СГОЛ-1-40 для спортивных лошадей из двух представленных производителем.
Научная новизна исследований.
Впервые по изучению комплекса физиолого-биохимических параметров определено влияние СГОЛ-1-40 на процессы восстановления лошадей после стандартной нагрузки.
Впервые установлены и рекомендованы эффективные дозировки СГОЛ-1-40 для спортивных лошадей, а также проведены опыты по изучению влияния препарата на физиологические показатели и работоспособность спортивных лошадей.
Впервые установлено положительное влияние СГОЛ-1-40 на организм лошади после введения его в течение 2-х месяцев.
Практическая значимость.
Полученные результаты дают теоретическое обоснование механизму влияния СГОЛ-1-40 на физиологические показатели и работоспособность спортивных лошадей.
Результаты исследований позволяют рекомендовать СГОЛ-1-40 в качестве полноценной кормовой добавки к рациону спортивных лошадей, определить наиболее эффективную дозировку препарата и схему его введения в рацион.
Апробация.
Результаты исследований по теме диссертации доложены на научно-практических конференциях: международной научной конференции, посвященной 90-летию со дня рождения и 70-летию научной деятельности заслуженного деятеля науки РФ, профессора Барминцева Ю.Н. «Коневодство на рубеже веков» (Дивово - 2005г); на конференции «Теория и практика ветеринарной гомеопатии и акупунктуры» (Москва - 2005г); на второй международной научно-практической конференции «Повышение
генетического потенциала лошадей Казахстана с использованием отечественного и мирового генофонда» (Костанай - 2006г); на конференции «Новое в науке о коневодстве» (Дивово - 2006г).
Публикация результатов исследований.
Основные положения диссертации изложены в семи научных работах, в том числе одна - в ведущем научном журнале «Коневодство и конный спорт».
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из следующих разделов: «Введение», «Литературный обзор», «Материалы и методы исследований», «Результаты собственных исследований», «Обсуждение результатов», «Выводы», «Предложения производству», «Список литературы».
Диссертационная работа изложена на 121 страницах компьютерного текста, содержит 36 таблиц и 7 диаграмм. Список литературы включает 169 источников, из которых 25 на иностранных языках.
Энергообеспечение мышечной ткани
Снабжение сокращающихся мышц энергией происходит при химических превращениях, идущих без участия кислорода (анаэробный гликолиз) и при его участии - окислительное (аэробное) фосфорилирование. Кислород требуется не только для аэробного фосфорилирования, но и для частичного окисления молочной кислоты (лактата) - конечного продукта расщепления гликогена.
Аэробное фосфорилирование имеет наибольшее значение, так как оно позволяет более эффективно использовать энергию химических превращений в мышцах и тканях. Анаэробные процессы энергообразования играют компенсаторную роль (включаются при недостатке кислорода как вспомогательный механизм). Соотношение этих процессов в покое, во время тренировочных нагрузок и в восстановительный период определяет тренированность организма. Основные химические реакции энергетических процессов происходят в митохондриях (куда поступает кислород). В них образуется аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), являющаяся универсальной формой накопления энергии в ее фосфорных связях. Трансформация химических реакций с участием АТФ в механическую работу осуществляется сократительным белковым материалом мышц -актином и миозином. Сложная белковая структура актомиозин под влиянием АТФ способна сокращаться, при этом АТФ распадается до аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) и аденозинмонофосфорной кислоты (АМФ). Запасы АТФ в мышечной ткани ограничены, поэтому для выполнения значительной мышечной работы требуется постоянное пополнение этих запасов. Ресинтез АТФ происходит за счет креатинфосфата (макроэрг, содержащийся в мышцах) и за счет макроэргических соединений, образующихся в мышцах во время работы. Ресинтез АТФ может осуществляться путем гликолитического и окислительного фосфорилирования.
Гликолитическое фосфорилирование - анаэробный путь. В связи с достаточно большими углеводными запасами у верховых лошадей гликолиз может обеспечивать ресинтез АТФ длительное время. Этот процесс преобладает при мышечных нагрузках максимальной интенсивности. Конечным продуктом анаэробного распада углеводов является молочная кислота. (142)
При максимальной активности мышц образуется избыток молочной кислоты, наблюдается учащенное дыхание и усиленное потребление кислорода. (12) Повышенное количество кислорода, потребляемое в восстановительный период, называется кислородным долгом и расходуется на окисление в тканях печени и сердца некоторой части (до !4) избытка молочной кислоты. Основная часть избытка молочной кислоты снова в печени превращается в гликоген. Важную роль в мышечной энергетике играет окисление пировиноградной кислоты (предшественник молочной кислоты) при аэробном фосфорилировании. Пировиноградная кислота является конечным продуктом аэробного окисления. При высокой тренированности любого организма процессы поставки энергии идут за счет экономически более выгодного аэробного окисления. Этот процесс характерен для нагрузок средней и умеренной интенсивности, когда потребности организма в кислороде полностью удовлетворяются. При мышечной работе уровень потребления кислорода возрастает в несколько раз ( в 100 раз), поэтому решающим условием, обеспечивающим двигательную работу, является доставка этого кислорода в мышцы. (27,32)
Большое значение имеет соотношение выделенного углекислого газа к потребленному кислороду (дыхательный коэффициент), отражающий характер обмена веществ. При движении шагом дыхательный коэффициент равен 1, а при более интенсивной работе он уменьшается из-за истощения углеводов и постепенного вовлечения в обмен белков и жиров. Таким образом, дыхательный коэффициент указывает на то, какое энергетическое вещество окисляется. При окислении углеводов он равен единице, при окислении белков - 0,8, жиров - 0,7.
Минимальный уровень обмена веществ при полном мышечном покое называется основным обменом. Зная данные основного обмена и затраты при движении, можно определить энергозатраты на разных аллюрах. Так, при движении шагом они составляют 0,58 - 0,71 ккал на 1 кг/м, а при движении рысью повышаются вдвое. Сумма величины потребления кислорода во время работы и кислородного долга составляет уровень кислородного запроса, т.е. является показателем энергозатрат организма.(64) Мышцы во время интенсивной работы высвобождают большое количество тепловой энергии, которая элиминируется путем испарения воды с потом. Несмотря на систему терморегуляции, часто наблюдается гипертермия (+1-+2С).
Изменение биохимических показателей крови при мышечной нагрузке
Контроль за состоянием тренированности лошади включает в себя комплексное биохимическое исследование крови. При этом исследованию подлежит целый ряд параметров. (46)
Многочисленными исследованиями было доказано, что уровень процессов энергообеспечения отражают следующие параметры: - анаэробного пути: содержание в крови глюкозы, молочной и пировиноградной кислот, их отношение, а-глобулиновой фракции белков, активность альдолазы, щелочной фосфатазы; - аэробного пути: активность каталазы, содержание эритроцитов и гемоглобина в крови, пульс, дыхание и т.д.. (124, 126) Фермент каталаза, являющаяся одним из основных ферментов аэробного окисления и относящаяся к группе ферментов форменных элементов крови, катализирует разложение перекиси водорода на воду и молекулярный кислород; обеспечивает сопряженное окисление ряда веществ, стимулирует процессы окислительного фосфорилирования, является активатором отдачи кислорода крови. Снижение активности фермента отмечается при наличии опухолевых процессов в организме. Высокая активность каталазы отмечается при анемиях различной этиологии. Возрастание активности каталазы в покое в пределах физиологической нормы свидетельствует об увеличении активности окислительных процессов и повышении устойчивости организма к гипоксии. Сразу после интенсивных нагрузок высокая активность каталазы свидетельствует о том, что все физические процессы протекают при наиболее выгодном в энергетическом отношении аэробном окислении. (118, 119)
Фермент альдолаза (фруктозодифосфатальдолаза), является одним из ключевых ферментов анаэробного окисления, катализирует распад фруктозо-1,6-дифосфата на диоксиацетонфосфат и Д-глицеральдегид-3-фосфат (один из этапов механизма гликолиза). Фермент содержится во всех органах и тканях: в сердце, поперечно-полосатой мускулатуре, паренхиме печени и эритроцитах. В сыворотке крови содержится в основном мышечная альдолаза. Под влиянием мышечной деятельности, отмечается повышение активности альдолазы. Так, у лошадей, несущих большую нагрузку, активность альдолазы возрастает с 0,090 до 0,128 усл. ед.. (129) Снижение активности альдолазы на 20- 30% у лошадей с высоким уровнем тренированности (по данным Сергиенко Г.Ф.) говорит о приближении спада спортивной формы, причем это снижение наблюдается за 1-2 недели до появления признаков перетренированности. (107, ПО, 111, 112)
Фермент щелочная фосфатаза определяет защитные свойства организма. Образуется щелочная фосфатаза в костной ткани (остеобластах), костном мозге, клетках печени, почек, предстательной и молочной желез. Щелочная фосфатаза находится в связанном состоянии с гамма-глобулиновыми фракциями белков сыворотки крови. Ее активность увеличивается при заболеваниях печени, при воспалительных процессах в костной ткани и при заболевании мышц. Повышение щелочной фосфатазы связано с защитной функцией лейкоцитов. Изменение активности щелочной фосфатазы является приспособительной реакцией различных систем и органов при адаптации к напряженной мышечной работе.(113, 129)
Фермент креатинфосфокиназа катализирует перенос фосфатного остатка между АТФ и креатином с образованием АДФ и креатинфосфата (макроэрг, имеющий большое значение в процессах мышечного сокращения, играет роль энергетического депо, его депонирующая способность выше, чем у АТФ, однако креатинфосфат не реагирует с актомиозином, вступая в реакцию только с АДФ). При физических нагрузках этот фермент в значительном количестве поступает в кровь, а его элиминация из кровеносного русла зависит от активности клеток ретикулоэндотеллиальнои системы, щитовидной железы, связывания с йодом, возможно с В-липопротеидами и т.д. (133) Креатинкиназная реакция протекает очень быстро и характерна для кратковременных интенсивных физических нагрузок (104).
При определении уровня тренированности лошадей большое значение имеет содержание в крови общего белка и белковых фракций. В норме у здоровых лошадей содержание общего белка равно 7,0-7,8 г% (52). Гиперпротеинемия наблюдается при длительном недокорме, хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, почек, при церрозе печени. Гипопротеинемия встречается при кетозах, вторичных остиодистрофиях и др.. После интенсивной физической нагрузки содержание общего белка в крови снижается.
В нормальных условиях состав белков отличается относительным постоянством. Изучение изменений в соотношении белков крови позволяет определить возникновение различных патологических процессов. Так, было установлено, что чем выше концентрация альбуминов в крови, тем выше адаптационные свойства организма. Альбумины несут и транспортную роль, обеспечивая транспорт анионов и растворимых продуктов обмена. Многие альбумины обладают ферментативной активностью, принимая участие в процессах окисления. (22, 47, 114, 115, 120)
После физической нагрузки повышается содержание глобулинов, а альбуминов уменьшается, снижается и отношение альб./глоб. (33) Более высокий уровень тренированности определяется увеличением степени дисперсности белков крови (повышение оптической плотности, уменьшение флокуляции) и наоборот. (125,129)
Клинико-физиологические и биохимические показатели лошадей опытной и контрольной групп в первом опыте
На всем протяжении опытов температура тела лошадей опытной и контрольной групп оставалась в пределах нормы и существенных различий между группами не наблюдали.
Данные о динамике физиологических показателей лошадей опытной и контрольной групп приведены в таблице 8. Частота дыхательных движений в норме для лошадей в покое составляет 8-16 дыхательных движений в минуту. Как уже говорилось выше, у хорошо тренированных лошадей в покое этот показатель снижается. Полученные показатели (см. таблицу 8) не выходили за пределы нормы и значительно не различались в опытной и контрольной группах, однако наблюдалась тенденция к уменьшению числа дыхательных движений (с 11,2 до 10,4 в минуту) у лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 1 г/кг живой массы.
Число сердечных сокращений в состоянии покоя у лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 1 г/кг живой массы, также незначительно снижалось с 30,4 до 29,8 ударов в минуту.
Р 0,05, т.е. разница не достоверна При введении в рацион лошадей СГОЛ-1-40 в количестве 0,5 г/кг живой массы не обнаружено достоверных изменений количества эритроцитов и гемоглобина. Гематокрит и средняя концентрация гемоглобина в эритроците также не изменяются. (Таблица 9.) Как видно из данных таблицы 10, количество лейкоцитов и тромбоцитов в крови лошадей обеих групп практически не изменяется, разница в показателях не является достоверной. В таблице 11 представлены результаты определения скорости оседания эритроцитов в крови лошадей до и после первого эксперимента. свидетельствуют о том, что при введении СГОЛ-1 -40 в рацион лошадей в количестве 0,5 г/кг живой массы достоверных изменений скорости оседания эритроцитов в состоянии покоя получено не было. В таблице 12 приведены данные активности ферментов в крови лошадей во время первого эксперимента. При исследовании активности ферментов в крови лошадей опытной и контрольной групп в первом опыте нет достоверных изменений (таблица 12). В связи с этим можно говорить о том, что применение СГОЛ-1-40 в дозировке 0,5 г/кг живой массы не оказывает значительного влияния на активность ферментов.
В таблице 13 показано содержание метаболитов в крови лошадей в состоянии покоя. Р 0,05 , т.е. разница не достоверна Как видно из таблицы 13, в результате проведенного 1-го опыта не отмечено достоверных изменений концентрации метаболитов в крови лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 0,5 г/кг живой массы, и лошадей контрольной группы. В таблице 14 представлены данные по содержанию общего белка и альбуминов в сыворотке крови лошадей до и после введения СГОЛ-1-40. Как видно из данных таблицы 14, незначительные колебания концентраций общего белка и альбуминов в крови лошадей обеих групп также не достоверны. В таблице 15 приведены данные по содержанию микро- и макроэлементов в крови лошадей в состоянии покоя. Изменений в концентрации микро- и макроэлементов в крови лошадей опытной и контрольной групп не обнаружено (таблица 15). В связи с отсутствием достоверных изменений у лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 0,5 г/кг живой массы, и в связи с рекомендациями производителя подкормки опыты были продолжены только с дозировкой 1 г/кг живой массы.
Влияние СГОЛ-1-40 на организм лошадей в плане «покой-работа - отдых» по комплексу клинико-физиологических и биохимических показателей крови.
В процессе тренировки число дыхательных движений повышалось и составляло в начале опыта в среднем 48,6, а в конце - 48,4 дыхательных движений в минуту. После окончания работы этот показатель снижался и через 10 минут составлял уже, соответственно, 31,8 и 29,4 дыхательных движений в минуту. Средние показатели в обеих группах значительно не различались, однако как и в покое наблюдалась тенденция к их понижению в опытной группе второго опыта. Следовательно, лошади, получавшие СГОЛ-1-40 в количестве 1 г/кг живой массы, быстрее восстанавливались после интенсивных мышечных нагрузок.
Частота сердечных сокращений в норме в состоянии покоя составляет 24-42 удара в минуту. У хорошо тренированных лошадей этот показатель в покое также снижается. В результате проведенных нами исследований частота сердечных сокращений изменялась в пределах общепринятых норм (см. таблицу 8). Непосредственно после мышечной нагрузки этот показатель составлял в среднем 87 ударов в минуту в начале опыта и 84,2 удара в минуту в конце опыта, далее он снижался и через 10 минут составлял уже, соответственно 63 и 61,2 ударов в минуту. Под действием тренировочной нагрузки существенных различий в показателях между опытной и контрольной группой не отмечалось, однако также наблюдались менее интенсивные сдвиги клинических показателей при более коротком восстановительном периоде у лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 1 г/кг живой массы (см. таблицу 25).
Показаны изменения ряда физиологических показателей под действием стандартной физической нагрузки. Как видно из данных таблицы 25, под действием тренировочной нагрузки существенных различий в показателях между опытной и контрольной группой не отмечалось, однако наблюдались менее интенсивные сдвиги клинических показателей при более коротком восстановительном периоде у лошадей, получавших СГОЛ-1-40 в количестве 1 г/кг живой массы.
Динамика изменения количества эритроцитов в крови лошадей под действием стандартной тренировочной нагрузки. Непосредственно после стандартной тренировочной нагрузки возрастает количество эритроцитов в крови лошадей обеих групп. А так как эритроциты непосредственно участвуют в транспорте кислорода, то их увеличение свидетельствует об активации аэробных окислительных процессов, как наиболее выгодных в энергетическом отношении. Через 15 минут после окончания работы количество эритроцитов снижается. На протяжении всего исследования у лошадей опытной группы увеличилось количество эритроцитов в покое, и изменения этого показателя под действием нагрузки менее выражены, чем до начала исследования (таблица 26).
Из таблицы 27 видно, что сразу после стандартной тренировочной нагрузки вместе с эритроцитами крови возрастает и концентрация гемоглобина с высокой достоверностью. Повышение эритроцитов и гемоглобина свидетельствует об активации аэробных окислительных процессов.
Достоверно повышается гематокрит, изменения средней концентрации гемоглобина в эритроците не достоверны.
Через 15 минут после окончания работы количество гемоглобина и гематокрит начинают снижаться. Причем процесс восстановления в опытной группе идет несколько быстрее, чем в контрольной.
Непосредственно после стандартной тренировочной нагрузки возрастает количество лейкоцитов в крови (с низкой достоверностью), что является нормальной реакцией организма на физическую нагрузку. Через 15 минут после окончания работы количество лейкоцитов падает. На 8 неделе проводимых исследований число лейкоцитов сразу после работы снижается с низкой достоверностью, что, по-видимому, также связано с действием тренировочной нагрузки.
Количество тромбоцитов под действием нагрузки повышается (с небольшой достоверностью), что указывает на активацию свертывающей системы крови, что также является нормальной реакцией организма на мышечную нагрузку. Следует отметить, что эти изменения наиболее выражены в группе лошадей, получавших СГОЛ-1-40. Через 15 минут после окончания работы количество тромбоцитов снижается, причем, в опытной группе процесс восстановления идет несколько быстрее, чем в контрольной.
Как видно из таблицы 29, введение в рацион лошадей СГОЛ-1-40 не повлияло на скорость оседания эритроцитов (СОЭ), показатели в опытной и контрольной группе не имеют существенных различий. В процессе проведения исследований было отмечено, что под действием интенсивной мышечной нагрузки скорость оседания эритроцитов в обеих группах падает, а через 15 минут после работы начинает приходить в норму.
В таблице 30 отражены изменения лейкоцитарной формулы лошадей под действием тренировочной нагрузки и применения СГОЛ-1-40.
