Введение к работе
Актуальность темы. В научной литературе последних лет всё чаще встречаются публикации, посвященные негативному влиянию солей тяжёлых металлов на организм человека и животных (Беренштейн Ф.Я.,1966; Любченко П.Н., 1990; Новиков В.А., 2001; Малыгина А.А., 2001; Донник И.М., 2002; Шкуратова И.А., 2002; Яппарова А.Х., 2002; Рабинович М.И., 2002 и многие другие). По данным экологической отчётности, в Уральском регионе ежегодно выбрасывается в атмосферу 400 миллионов тон токсических отходов, из которых 40% приходится на Свердловскую область. Результаты исследований НА.Иванова (1997) показывают, что в Свердловской области загрязнены до 2/3 сельскохозяйственных угодий. Однако, уровень современной экономики не позволяет вывести сельскохозяйственные предприятия вне зоны техногенных выбросов. Кроме того, в эти зоны завозится молодняк крупного рогатого скота для разведения и улучшения продуктивного стада из более экологически благополучных районов. Организм животных вынужден приспосабливаться к нагрузкам экотоксикантов. Раскрытие механизмов этого приспособления позволило бы разработать приёмы повышения возможностей животных приспособливаться к техногенному прессингу, а специалистам учитывать особенности адаптации при проведении ветеринарных, зоотехнических и других мероприятий. Одним из способов решения проблемы коррекции метаболизма у крупного рогатого скота при воздействии на него солей тяжёлых металлов, является применение сорбентов. Поскольку речь идёт о многотысячном поголовье необходимым условием, кроме эффективности, должна быть доступность и значительные запасы сорбентов. Таким условиям соответствуют минеральные сорбенты природного происхождения, одним из которых является белый шлам (БШ).
Цели и задачи исследования. Изучение ответных реакций организма крупного рогатого скота на воздействие уксуснокислого свинца, сернокислой меди и минерального сорбента БШ, проявляющиеся в изменении некоторых физиологических, гемато-биохимических, морфологических и хозяйственно-полезных показателей при моделировании экотоксикоза и в техногенных зонах с различной по тяжести экологической ситуацией.
Для реализации указанной цели поставлены следующие задачи:
Изучить рост и развитие организма молодняка крупного рогатого скота в период 120-191 дней постнатального онтогенеза в обычных условиях, при раздельной нагрузке свинцом ацетатом, медью сульфатом и БШ, и сочетанной нагрузке свинцом ацетатом, медью сульфатом и БШ. Определить в этих условиях изменение физиологических показателей, содержание морфологических, биохимических, иммунологических, гормональных составляющих, интенсивность перекисного окисления липидов в крови и морфологическую картину некоторых органов.
Определить состояние пищеварительной системы у бычков в период 120-176 дней постнатального онтогенеза. Изучить приспособительные реакции пищеварительной системы на раздельную нагрузку свинцом ацетатом и
З ( ГОС. (lAililwllA.'JfeflftJi і
БИБЛИОТЕКА і
медью сульфатом и БШ, и сочетанную нагрузку свинцом ацетатом, медью сульфатом и БШ по содержанию морфологических и биохимических составляющих крови и артерио-венозной разнице (сонная артерия и воротная вена).
3. Выявить изменения в гематологических, биохимических, морфологических
и хозяйственно-полезных показателях у бычков в зоне с напряженной
экологической ситуацией и при включении в их рацион БШ.
Провести сравнительную оценку некоторых гематологических, биохимических, морфологических и хозяйственно-полезных показателей у растущих бычков в зоне с катастрофической экологической ситуацией, до и после перевода их в условно «чистую» зону, при включении в рацион подкормки «БШ».
Изучить механизм влияния БШ на метаболические процессы в организме молодняка крупного рогатого скота.
Определить сорбционные свойства БШ к уксуснокислому свинцу, сернокислой меди, фтору и безопасность его применения в животноводстве.
Научная новизна работы. Впервые сделан обобщающий анализ приспособительных реакций молодняка крупного рогатого скота в период 120-191 дней постнатального онтогенеза на нагрузку уксуснокислым свинцом, сернокислой медью и БШ. Установлен факт срочной и долговременной адаптации бычков на откорме с определением временных интервалов к нагрузке уксуснокислым свинцом и сернокислой медью. Найдены возрастные особенности содержания некоторых гематологических, биохимических, иммунологических, свободнорадикальных, гормональных и других составляющих крови у бычков с 4 до 6 месячного возраста в обычных условиях и при раздельной и сочетанной нагрузке свинцом ацетата, медью сульфата и БШ. Дана оценка морфологического состояния пищеварительной системы, скелетной и сердечной мускулатуры, почек и лимфатических узлов.
Впервые определены приспособительные реакции пищеварительной системы бычков на нагрузку свинцом ацетата, медью сульфата и возможность коррекции этих реакций сорбентом БШ.
Даны параметры приспособительных реакций у молодняка крупного
рогатого скота в зонах с напряженной и катастрофической экологической
ситуацией. Впервые минеральная подкормка БШ рассмотрена как сорбент в
пищеварительной системе при моделировании техногенной нагрузки
уксуснокислым свинцом и сернокислой медью, а так же в техногенных зонах Свердловской области. Впервые дана морфологическая характеристика скелетной и сердечной мышц, почек, печени, тканей рубца, тонкого кишечника исследуемых животных при включении в их рацион БШ. Изучены некоторые показатели белкового и липидного обменов у животных при использовании БШ
Впервые показано действие БШ на синтез макромолекул и проницаемость клеточных мембран. Установлены факты, что БШ уменьшает всасывание фтора в кровь из желудочно-кишечного тракта крупного рогатого скота.
Новизна метода сорбции тяжелых металлов минеральной подкормкой-
сорбентом «БШ» подтверждена патентом на изобретение РФ № 2189712 от
27.09.2002 «Способ выращивания сельскохозяйственных культур на почвах,
загрязненных тяжелыми металлами», патентом на изобретение РФ № 2229240
от 27.05.2004г. «Способ откорма телят в экологически загрязненных зонах» и
справкой о приоритете №019085 от 10.06.2004г. «Способ снижения
последствий стресса у животных».
Теоретическая и практическая значимость. Выявленные закономерности адаптации молодняка крупного рогатого скота к действию тяжёлых металлов расширяют представление ряда вопросов возрастной физиологии, биохимии и морфологии животных. На основании проведенных исследований, предложен способ снижения негативного влияния экотоксикантов на здоровье и продуктивность скота, получения более экологически безопасной животноводческой продукции в хозяйствах с неблагоприятной экологической обстановкой, подтверждённый патентами РФ изобретение № 2229240 от 27.05.2004. «Способ откорма телят в экологически загрязнённых зонах», справкой о приоритете № 019085 от 10.06.20004. «Способ снижения последствий стресса у животных» и «Рекомендациями по применению БШ в животноводстве ». Основные положения, выносимые на защиту.
1. У молодняка крупного рогатого скота в период 120-191 дня постнатального
онтогенеза происходят закономерные структурно-функциональные
изменения характеризующиеся нормализацией температуры тела, дыхания,
уровня глюкозы, стабилизацией функционального состояния иммунной
системы и содержания гормонов надпочечников.
Срочная адаптация у молодняка крупного рогатого скота на нагрузку свинцом ацетатом и медью сульфатом наиболее выражено проявляется в течение 14-35 дней, после чего наступает фаза долговременной адаптации характеризующаяся тенденцией к нормализации физиологических, биохимических, иммунологических, свободнорадикальных и гормональных показателей. БШ корректирует приспособительные реакции организма на воздействие свинца ацетата и меди сульфата.
Пищеварительная система бычков проявляет адаптационную фазность в те же временные интервалы, что и на организменном уровне.
В зоне с напряженной экологической ситуацией у бычков происходят изменения некоторых гематологических, биохимических и морфологических показателей свидетельствующие о приспособлении организма к воздействию соединений тяжёлых металлов.
Включение БШ в рацион бычков в зоне с напряженной экологической ситуацией нормализует некоторые гематологические, биохимические и морфологические показатели, а также увеличивает прирост живой массы.
Включение БШ в рацион бычков в зоне с катастрофической экологической ситуацией и после перевода в условно «чистую» зону оказывает положительное воздействие на некоторые показатели крови, структуру органов, а также на прирост живой массы.
Корректирующее влияние БШ на обменные процессы у молодняка крупного рогатого скота связано с усилением синтеза макромолекул, изменением проницаемости клеточных мембран и повышением рецепторной активности клеточных мембран к гормонам.
Включение сорбента БШ в рацион крупного рогатого скота приводит к уменьшению концентрации фтора в преджелудках и увеличение выделения его из организма.
Апробация работы. Материалы работы доложены: на XVIII съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова 25-28 сентября 2001г., г. Казань; на научной конференции студентов и аспирантов «Молодежь и наука-2002» 19 апреля 2002г., УрГСХА, г. Екатеринбург; на Всероссийской научно-производственной конференции по актуальным проблемам ветеринарии и зоотехнии 30-31 мая 2002 г., КГАВМ, г. Казань; на Международной научно-практической конференции «Новые энтеросорбенты и фармакологически активные вещества и их применение в ветеринарии и животноводстве» 26-27 июня 2002г., УГАВМ, г. Троицк; на Межрегиональной научно-практической конференции «Энтузиазм и творчество молодых ученых - агропромышленному комплексу Урала» 23 сентября 2003 г., УрГСХА, г. Екатеринбург; на конференции, посвященной 100-летию профессора П.Ф. Солдатенкова 19 ноября 2003 г, УрГСХА, г. Екатеринбург; на расширенном заседании кафедры физиологии Казанской государственной академии ветеринарной медицины 15 мая 2004г. и кафедры физиологии и биохимии животных Уральской государственной сельскохозяйственной академии 25 мая 2004г.; на XIX съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова 19-24 сентября 2004г. г.Екатеринбург; на конференции посвященной 100-летию со дня рождения Павловского Е.Н., 1-2 октября 2004, КГАВМ, Казань.
Публикации. Основные положения работы опубликованы в 26 научных статьях, тезисах, материалах конференций, в т.ч. 2 монографиях, 2 патентах РФ и 1 решении о выдаче патента РФ.
Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 369 страницах компьютерного текста, содержит 6 разделов, включая введение, обзор литературы, собственные исследования с обсуждением полученных результатов, заключение, выводы и практические предложения; иллюстрирована 99 таблицами, 82 рисунками. Список литературы включает 601 источник, втом числе 109 иностранных.
