Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1 . Механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам - 7
1.2. Методы восстановления функционального состояния спортивных лошадей после интенсивных физических нагрузок -19
1.3. Роль микроэлементов в организме и их применение - 23
2. Материалы и методы исследований 35
3. Результаты собственных исследований
3.1. Результаты исследований кормов - 44
3.2. Результаты исследований опыта 1 - 48
3.3. Результаты исследований опыта 2 - 62
3.4. Сравнение результатов первого и второго опытов - 71
3.5. Микроэлементный состав волоса лошадей - 76
4. Обсуждение полученных результатов - 78
Выводы - 85
Предложения производству - 87
Список литературы - 88
Приложение
- Механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам
- Методы восстановления функционального состояния спортивных лошадей после интенсивных физических нагрузок
- Роль микроэлементов в организме и их применение
- Сравнение результатов первого и второго опытов
Введение к работе
В настоящее время в Российской Федерации наблюдается рост интереса к конному спорту. Появляются новые конюшни, конные базы и клубы, способные проводить соревнования различных уровней сложности: как для любителей, так и для профессионалов. В связи с этим увеличивается спрос на лошадей спортивного направления.
Воспитание и тренинг спортивной лошади любого уровня, особенно для спорта высоких достижений, требует значительных материальных и моральных затрат, что не возможно без специальных знаний. «Правильная оценка потенциальных возможностей лошади требует углубленного всестороннего изучения ее анатомо-морфологических и физиологических качеств, имеющих ведущее значение для конкретного вида двигательной деятельности» (Ласков А.А., 1997).
За последние годы были проведены многочисленные исследования клинико-физиологических и биохимических показателей лошадей различных направлений конного спорта, что значительно углубило представление о функциональном состоянии организма лошадей и его изменениях в процессе адаптации к физическим нагрузкам.
Тем не менее, изучение процесса адаптации к физическим нагрузкам, мониторинг состояния здоровья и уровня работоспособности, поиск не допинговых средств для ускорения восстановительных процессов в организме остаются важнейшими направлениями в современной физиологии спортивных лошадей.
Механизмы адаптации организма к физическим нагрузкам
Жизнедеятельность любого организма зависит от уровня его приспособительных реакций к условиям среды, (Орбели Л.А., 1961), т.е. от его способности к адаптации. «Живой организм — это в высшей степени саморегулирующаяся система..., сама себя поддерживающая, восстанавливающая и даже совершенствующая» (Павлов И.П., 1952).
В процессе адаптации организм реагирует как единое целое при участии всех его систем и при ведущей роли коры больших полушарий мозга, но первое соприкосновение с различными условиями падает на рецепторный аппарат анализаторов, которые, реагируя на силу раздражителя, передают сигналы в соответствующие нервные центры. При действии раздражителей достаточной силы в организме возникают реакции двоякой направленности. Один вид реакций - специфические, связанные с качеством действующего фактора (например, физическая нагрузка), другой вид — неспецифические, общие при действии различных стрессоров.
Различные воздействия приводят прежде всего к активации симпато — адреналовой системы, затем начинается возбуждение гипоталамо — гипофизарной зоны, в результате чего гипофиз выбрасывает АКТГ, АДГ, тиреотропный и другие тропные гормоны (первая стадия — «реакция тревоги»). Соответственно этому повышается гормональная активность коры надпочечников, щитовидной, поджелудочной и других желёз внутренней секреции. Под суммарным действием гормонов коры надпочечников меняется биохимический и морфологический состав крови, происходят функциональные сдвиги в дыхательной, пищеварительной и других системах, существенно меняется метаболизм (вторая стадия — «стадия резистентности»). Если действие стрессоров продолжается, происходит истощение функции надпочечников, особенно его корковой части, что может привести к гибели организма (третья стадия — «стадия истощения»). Совокупность всех этих реакций называется общим адаптационным синдромом.
Адаптация к физическим нагрузкам представляет собой сложный системный ответ организма, направленный на достижение высокой тренированности при минимальных физиологических затратах.
Определяют два вида адаптации: кратковременную, или срочную, и долговременную. (Горизонтов П. Д., 1983; Меерсон Ф.З., 1988). Кратковременная адаптация возникает после краткого воздействия различных факторов и характеризуется незначительными сдвигами функциональных систем, не приводящими к образованию структурного следа. Её можно рассматривать как начальный этап долговременной адаптации, которая возникает в результате длительного, многократного действия на организм факторов среды.
Долговременную адаптацию принято разделять на стадии: «аварийную», «переходную», «устойчивую». Этим подчеркивается, что при регулярно повторяющихся физических нагрузках этот процесс происходит поэтапно. Также определяют еще одну стадию, которая при правильно построенном тренинге не проявляется — стадию «дизадаптации».
В процессе многолетнего тренинга организм многократно проходит все три стадии адаптации для получения более высокого спортивного результата. Причем, срочный этап адаптации более высокого спортивного уровня формируется на основе физиологических механизмов, возникших на стадии устойчивой адаптации предыдущего, более низкого уровня.
Физиологические показатели, определяющие функциональное состояние организма, на границе этапов не обязательно будут отчетливы. Но различия в функциональном состоянии на этапе «аварийной» и «устойчивой» адаптации абсолютно отчетливы. П.Хочачка и Дж.Сомеро (1977) предложили подразделить механизмы биохимической адаптации на два типа: компенсаторные и эксплуатативные.
Компенсаторная адаптация — механизм, направленный на ликвидацию изменений, вызванных факторами среды.
Эксплуатативная адаптация - биохимические изменения, позволяющие использовать совершенно новые внутренние возможности.
Адаптация организма к физической нагрузке идет по пути улучшения обеспечения мышечной деятельности и поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза). Зная закономерности формирования функциональной системы адаптации, можно активно влиять на ее звенья, ускоряя приспособление организма к физическим нагрузкам.
Многочисленными исследованиями выяснено, какие качественные и количественные изменения происходят в органах и системах адаптируемого организма в ответ на физическую нагрузку (46, 48, 65, 86, 120, 124, 153, 163).
Особую значимость имеют системы крови и кровообращения, обеспечивающие связь между всеми органами живого организма.
Сосудистая кровь - подвижная тканевая система, состоящая из жидкого межклеточного вещества - плазмы и форменных элементов.
Гистогенетически, структурно и функционально сосудистая кровь является частью системы крови и тесно связана с органами кроветворения и кроверазрушения, рыхлой соединительной тканью и другими органами и тканями.
Постоянно циркулируя в замкнутой системе, кровь объединяет работу всех систем организма и поддерживает многие физиологические показатели внутренней среды на определенном, оптимальном для данного организма уровне, т. е участвует в поддержании гомеостаза.
Кроме этого, крови присущи транспортная, питательная, дыхательная, выделительная, защитная и терморегулирующая функции.
Методы восстановления функционального состояния спортивных лошадей после интенсивных физических нагрузок
Двигательные нагрузки ведут к утомлению нервно-мышечного аппарата и вызывают сдвиги важных параметров внутренней среды. И чем значительнее биохимические сдвиги в результате мышечной работы, тем активнее и быстрее включаются системы, направленные на восстановление гомеостаза и физиологических функций.
В покое, после окончания физического упражнения, в течение некоторого времени наблюдаются изменения в тех органах и системах, которые подверглись специфическому воздействию. Морфофункциональное усовершенствование участвовавших в адаптивном ответе структур организма происходит после существенной компенсации их энергетического потенциала (Яковлев Н.Н., 1974; Виру А.А., 1981; Меерсон Ф.З., 1981). А.А.Виру подчеркивал необходимость создания условий для полноценного прохождения всех необходимых фаз перестроения белкового синтеза как основы адаптации клетки, ее функционального усовершенствования. «...Искусство организации тренировки заключается в нахождении режима нагрузок, при которых интервал между ними имеет оптимальную длительность: не больше и не меньше, чем до прекращения усиленного протеиносинтеза, обусловленного предыдущей тренировочной нагрузкой» (29).
С увеличением требований к работоспособности лошадей возрастает роль восстановительных мероприятий, снимающих утомление наиболее важных функциональных систем организма от предыдущих нагрузок и готовящих их к последующим. Использование доступных восстановительных средств должно носить комплексный, системный характер, быть связано с физиологической направленностью работы и методикой тренировки, исходить из понимания единства тренировки и восстановления. И, кроме того, отвечать требованиям антидопингового контроля.
При подборе средств восстановления важное значение имеет рациональное сочетание средств общего и локального действия.
Средства общего воздействия обладают широким диапазоном неспецифического общеукрепляющего влияния на организм. Адаптация к ним развивается более медленно, чем к локальным средствам.
Локальные средства главным образом направлены на устранение утомления определенных мышечных групп путем улучшения их кровоснабжения и усиления клеточного метаболизма или на отдельные звенья функциональных систем организма. В комплексе восстановительных мероприятий локальные средства всегда применяются после средств общего воздействия. Для предотвращения привыкания к применяемым восстановителям, необходимо постоянно комбинировать их.
В каждом конкретном случае варианты применения средств ускорения восстановительных процессов зависят от характера предшествующей и предполагаемой нагрузки. В связи с этим, возможны два основных тактических приема использования комплексов восстановления работоспособности: 1. Устранение утомления мышечных групп и функциональных систем после выполненной нагрузки. 2. Ускорение восстановления лишь тех мышечных групп и звеньев функциональных систем, к которым будут предъявлены повышенные нагрузки в последующем занятии. Поэтому планирование восстановительных мероприятий должно осуществляться с учетом направленности их воздействия. Использование комплекса восстановительных средств позволяет увеличить объем нагрузок в последующих занятиях на 15-30 % при одновременном улучшении качества работы. Восстановлению функционального состояния способствуют многие факторы.
Во-первых, правильная, рациональная организация тренировочного процесса. Это научно обоснованное чередование втягивающих, развивающих и поддерживающих нагрузок, оптимальное сочетание объемов и интенсивности нагрузок. Этот фактор является основным, определяющим успех всех остальных методов ускорения восстановления.
Во-вторых, - методы физиотерапевтического восстановления, стимулирующие естественные адаптационные возможности организма. Это массаж, электростимуляция мышц, иглоукалывание (акупунктура), различные души, грязи и т.п. Все эти средства при их грамотном применении могут оказать неоценимую услугу, помогая снять напряжение, расслабить лошадь, способствуя полноценному восстановлению мышц.
В-третьих, - это применение недопинговых фармакологических препаратов и специализированных премиксов, содержащих вещества повышенной биологической ценности. Такие средства можно разделить на несколько групп: - аминокислотные препараты и белковые продукты повышенной биологической ценности. - витамины; - анаболизирующие средства; - гепатопротекторы и желчегонные средства; - иммунокорректирующие средства; - адаптогены растительного и животного происхождения. Особого внимания заслуживают средства, повышающие общий уровень адаптационных возможностей организма. Это иммунокорректоры и иммуномодуляторы и т.н. адаптогены. Дело в том, что если умеренные физические нагрузки стимулируют защитные силы организма, то интенсивные нагрузки, соревнования и связанные с ними частые перевозки, особенно на длинные расстояния, угнетают адаптационные возможности организма. В первую очередь при этом страдает иммунитет. Способность сопротивляться инфекциям резко снижается, что подтверждено многочисленными исследованиями.
Роль микроэлементов в организме и их применение
Применение минералов и металлов в профилактике и лечении заболеваний было известно со времен древнейших цивилизаций Китая, Индии и Месопотамии.
Известно, что еще во времена Плутарха домашних животных кормили солью, а Вергилий и Плиний (23 - 79 г.г.) рекомендовали различные соли для увеличения производства молока. В 1295 г. Марко Поло подробно описал клинические случаи отравления селеном пастбищного скота в Китае.
Начиная с XIII века, данные о химическом составе живых организмов значительно расширяются. В 1747 году Менгини обнаружил в крови железо. В 1748 году Ганн сообщил о присутствии в костях фосфора. В 1784 г. Шили нашел в протеинах серу и т.д. Огромное влияние на развитие учения о микроэлементах оказало создание в 1869 году Д.И.Менделеевым периодической системы элементов. В России учение о микроэлементах связано с именем В.И.Вернадского, впервые открывшего биогеохимическую лабораторию в 1928 году в институте геохимии и аналитической химии Российской академии наук. Он впервые опубликовал работы, показавшие связь между химическим составом живых существ и химией земной коры.
Было обнаружено, что природные системы и живые организмы суши и моря более чем на 99% образованы 13-15 химическими элементами, которые назвали главными.
Исследования микроэлементов не ограничивалось определением их количества в продуктах, кормах и в водных источниках, а сопровождалось клинической и биохимической характеристикой болезней и синдромов человека и животных, являвшихся реакцией на аномальный химический состав природной или антропогенной среды обитания.
В настоящее время из 106 известных химических элементов постоянно циркулируют в биосфере 92, в том числе в организме человека и высших позвоночных — 80. Из них 15 являются эссенциальными на том основании, что они: 1.- постоянно присутствуют в организме в количествах, сходных у разных организмов; 2. - ткани по содержанию данного элемента всегда располагаются в определенном порядке; 3. - синтетический рацион, не содержащий этого элемента, вызывает характерные симптомы недостаточности и определенные биохимические изменения в тканях, и эти симптомы и изменения могут быть предотвращены или устранены путем добавления данного элемента в пищу. Остальные химические элементы являются условно эссенциальными и недостаточно изученными. (Скальный А.В., 2004).
К 15 незаменимым элементам относятся: кальций, натрий, калий, магний, хлор, фосфор, железо, цинк, марганец, кобальт, молибден, медь, йод, селен, сера. Первые шесть элементов являются структурными, а остальные принимают непосредственное участие в биохимических процессах обмена веществ, входя в состав ферментов, витаминов, гормонов, а также причастны к кроветворению и к клеткам ретикулоэндотелиальной системы.
Все биохимические реакции, происходящие в клетках и субклеточных структурах, осуществляются с помощью ферментов — белков, обладающих каталитической активностью. Причем известно, что около одной четверти всех известных ферментов для проявления их полной каталитической активности нуждаются в присутствии микроэлементов, а некоторые вообще неактивны в их отсутствии.
В свою очередь, минеральные вещества становятся биологически активными при их соединении с белками, ферментами, дыхательными пигментами, некоторыми гормонами и витаминами.
При этом необходимо помнить, что концентрация микроэлементов в крови, необходимая для осуществления биологических реакций, должна быть оптимальной и находиться в пределах от 0,003 до 0,125 мг%. Это зона биотического действия. Содержание менее 0,003 мг/% приводит к болезням недостаточности, а более 0,125 мг% - к токсикопатиям.
Вообще, по данным A.Kabata - Pendias (2000), сбалансированность химического состава живых организмов — основное условие их нормального роста и развития.
Минеральные вещества поступают в организм тремя путями: алиментарным, ингаляционным и парентеральным. При этом основной путь - это алиментарный - с кормом и водой. Аэрогенный путь — второй по значению путь поступления элементов в организм связан, как правило, с загрязнением воздушного бассейна в результате производственной деятельности человека. Он является аномальным и запускает иммунопатологические процессы. Исключение составляет йод, поступающий в организм в виде аэрозолей в приморских районах и являющийся, безусловно, полезным. Парентеральный путь наименее существенен и связан, в основном, с введением химических веществ в виде различных лекарственных форм.
Вероятно, какие - то количества некоторых элементов могут проникать через кожу. Всасывание элементов начинается в ротовой полости, продолжается в желудке, но наибольшей интенсивности достигает в тонком отделе кишечника и неоднократно повторяется в более дистальных отделах. В ходе обмена, поступившее количество элемента или его простого соединения может в значительных количествах повторно секретироваться слюнными железами, желудком, тонким и толстым кишечником, поджелудочной железой и печенью и реабсорбироваться. В результате, содержание химического элемента в кишечнике может в несколько раз превышать ежедневное поступление его с кормом и водой (Сусликов В.Л., 2000).
Основным переносчиком металлов по пути от кишечника до органов и систем является низкомолекулярный белок металл отионеин, Імоль которого способен связывать 7 — 10 молей металлов. Минеральная недостаточность, инфекции, глистная инвазия, дисбактериозы, голодание, оперативные вмешательства, введение глюкокортикоидов, глюкозы (что часто имеет место у спортивных лошадей) стимулируют синтез металл отионеина (135, 136).
Эффективный обмен возможен только при наличии в кишечнике нормальной микрофлоры. Более того, на протяжении всего процесса всасывания существует тесный контакт вводимых веществ с лимфоцитами эпителиального слоя, а, следовательно, и с иммунной системой в целом. Поэтому любые патологические изменения в организме могут привести к нарушению всасывания и элиминации элементов.
В корме, в желудочно-кишечном тракте в процессах метаболизма минеральные вещества могут взаимодействовать между собой или с другими элементами как синергически, так и антагонистически, причем вероятность взаимодействия между собой гораздо больше, чем с другими питательными веществами. При недостатке или избытке тех или иных элементов может меняться и характер их взаимодействия. Например, при недостатке в организме молибдена медь может оказаться токсичной, даже при ее нормальном содержании в рационе. Кроме того, на обычные взаимодействия могут влиять уровень и состав протеина, содержание жиров, углеводов, кормовых добавок, лекарственных препаратов, вводимых как энтеральным, так и парентеральным путем (7, 61, 135, 136, 140).
Патологические процессы, вызванные дефицитом, избытком или дисбалансом минеральных веществ, называют микроэлементозами. Они могут вызываться не только некорректным поступлением их из внешней среды, но и заболеваниями разной этиологии.
Исследования в области биохимии и молекулярной медицины свидетельствуют о том, что при различных заболеваниях происходят значительные изменения в обмене микроэлементов на клеточном, тканевом и организменном уровнях. Причем интенсивность и особенности реагирования индивидуальны и связаны с генетическими механизмами гомеостаза, что в значительной степени объясняет различный ответ организма на дефицит, избыток и дисбаланс микроэлементов.
Сравнение результатов первого и второго опытов
Многочисленными исследованиями (Алексеев М.Ю., 1977, Балакшин О.А., 1964, Ипатов П.П., 1948, Ласков А.А., 1955, 1962, Мазурина В.В., 1989, Сериенко Г.Ф., 1998, Сергиенко С.С., 1973, Allen B.V., Archer R.K., 1979, Clarlsson G.P., 1968) было установлено, что физическая нагрузка обуславливает изменения в морфологическом составе крови. Это характеризуется увеличением числа эритроцитов и количества гемоглобина.
В наших исследованиях на такие показатели крови, как изменение количества эритроцитов, цветовые показатели, «Гемовит - G» достоверного влияния не оказывает, так как изменение этих показателей происходит у лошадей как в опытных, так и в контрольных группах.
Хозяйственные опыты, проведенные на сельскохозяйственных животных (АО «Никольское» Вышневолоцкого района Тверской области, свинокомплекс «Сафоновский» Московской области, АО им.Морозова Калининского района Тверской области, совхоз «Светлый путь» Бежецкого района Тверской области), птице (птицефабрика Мичуринская Тамбовской области), пушных зверях (зверохозяйства Ильяти некое Тверской области и Гродненское, Беларусь) и собаках свидетельствуют о нарастании числа эритроцитов и повышении количества гемоглобина, чего в двух наших опытах мы не получили (33, 119).
Наоборот, количество гемоглобина у лошадей опытных групп уменьшалось, в то время как в контрольной группе оно оставалось прежним или также уменьшалось.
Спортивная лошадь отличается от других животных тем, что основной ее продукцией является мышечная работа. Это определяет особенности пищеварения и обмена веществ. Возможно, препарат у лошадей влияет не столько на количество гемоглобина и число эритроцитов в крови, сколько на их размер и насыщенность гемоглобином в оптимальных соотношениях.
В начале второго опыта все подопытные лошади имели значительное увеличение количества эритроцитов. Резкое увеличение количества эритроцитов происходило вследствие изменения внешних условий: начало второго опыта совпало с недавним выходом лошадей из манежа на открытый воздух, где они подвергались действию солнечной радиации, которая является активатором эритропоэза.
Известно, что число эритроцитов у животных каждого вида в периферической крови поддерживается на довольно постоянном уровне. Обеспечивается это за счет нервно-эндокринной регуляции эритропоэза и эритродиереза.
Активными факторами эритропоэза являются гормоны гипофиза, надпочечников, а также щитовидной и половых желез. При усилении выработки АКТГ и глюкокортикоидов отмечается активация эритропоэза и увеличение числа эритроцитов (56, 144 и др.).
В течение трех-четырех недель в наших опытах происходила адаптация к новым условиям, и число эритроцитов снижалось. Но при этом насыщенность их гемоглобином, а также цветовой показатель повышались.
В зимний период во время проведения первого опыта, имеется значительная недостаточность не только солнечной радиации, но и освещенности вообще. У животных возникает «световое голодание», которое отражается на общем состоянии организма.
В наших исследованиях мы косвенно изучали состояние иммунной системы по содержанию количества лейкоцитов в крови.
Число лейкоцитов повышалось как в первом опыте, так и во втором в обеих группах. Но в опытных группах их количество достигало больших величин, чем в контрольных. Это подтверждает данные исследований на собаках и КРС о том, что препарат «Гемовит — G» увеличивает число лейкоцитов в крови и повышает резистентность организма животных (15, 119).
Значения числа лейкоцитов на начало первого опыта в осеннее-зимний период больше, чем в весеннее-летний, и их увеличение происходило на большую величину.
Это можно объяснить тем, что в период первого опыта лошади несли весьма интенсивные нагрузки, связанные с еженедельным участием в соревнованиях, что сопровождалось повышением уровня лейкоцитов, а также сезоном года.
Иммунная система принимает активное участие в регуляции функционального состояния организма. При этом существенное влияние на состояние самой иммунной системы оказывают изменения условий внешней среды. В исследованиях на спортсменах было выяснено, что достоверное повышение содержания лейкоцитов отмечалось в период с ноября по февраль по сравнению с наблюдениями в период с марта по октябрь (58). Предполагается, что повышение уровня лейкоцитов в осеннее-зимний период - одно из проявлений холодовой адаптации организма.
Как известно, в норме состав лейкоцитов в периферической крови тесно связан с изменениями активности нейроэндокринной системы. Изменение содержания в крови кортизола и катехоламинов оказывает выраженное влияние на уровень циркулирующих лейкоцитов. В осеннее-зимний период повышается активность симпатоадреналовой системы, сочетаясь с повышением уровня активности щитовидной железы. Это составляет основу адаптации к холоду.
