Адаптационные возможности организма при применении иммунномодуляторов. Монография

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Е. А.Реутова

АДАПТАЦИОННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ  ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ  ИММУНОМОДУЛЯТОРОВ

Новосибирск 2013

ВВЕДЕНИЕ

Адаптация животных к постоянно меняющимся факторам окружающей среды в условиях животноводческих комплексов, ферм промышленного типа, особенно в регионах с резкоконтинентальным климатом, вызывает дополнительноенапряжениефизиологическихпроцессов

иповышение энергетических затрат организма животных. Сильное и продолжительное воздействие неблагоприятныхфактороввнешнейсредызначительноснижает иммунныйстатусорганизма,чащеумолодыхживотных, за счет развития комплекса стрессовых реакций.

Адаптацияосуществляетсяразнообразнымимеханизмами на различных уровнях организма. Сегодня совершенно очевидно, что иммунобиохимическая адаптация, включающая перестройки в иммунной системе, окисли- тельно-восстановительных процессах, является линией защиты, вслед за которой наступают физиологические

иморфологическиереакции,механизмыкоторыхобеспечивают приспособления организма при тесном взаимодействиигомеостатическихсистем.Такоевзаимодействие определяет надежность их совместного функционирования,но при этом создает риск развития функциональных расстройствобщейрегуляциипринарушениифункцийка- кой-либоизсистем.Исследований,вкоторыхбыучитыва- лось интегральное взаимодействие систем, участвующих вподдержаниигомеостазаиобеспеченииадаптационных процессов,крайнемало(ВиткинаТ. И.идр.,2006,2008;Караман Ю. К., 2011; Соловьева, 2010). Системные представления о гомеостазе и адаптации были и остаются предметом активныхдискуссий (Аруин Л. И.,1987; Батрак Г. Е., 1980; Гаркави Л. Х., 1975, 1979, 1990; Меерсон Ф. З., 1973, 1981, 1986, 1988; Агаджанян Н. А., 1990, 1998; Павлов С. Е., 2000; Панин Л. Е., 1978, 1987, 1992,1995; Саркисов Д. С., 1973,1975,1977; Селье Г.,1960,Смирнов П. Н.,2005).

3

По теории функциональных систем П. К. Анохина, целостный организм объединяет множество слаженно взаимодействующихсистем,обеспечивающихгомеостаз иадаптацию(АнохинП. К.,1975,1980,1994;СудаковК. В., 1987, 1997, 2000). Функциональные системы при этом обладают свойством абсолютной мобильности. Однако некоторые авторы придерживаются мнения, что функциональные системы предельно специфичны и в рамках этой специфичности относительно лабильны лишь на этапе формирования (Павлов С. Е., 2000, 2001). Существующие противоречия осложняют выработку единого мнения о свойствах функциональных систем, характере их интеграции и адаптации при воздействии различных факторов.

С учетом многообразия физиологических реакций, развивающихся в ответ на действие того или иного фактора, адекватная оценка такого взаимодействия возможна только на основе комплексного изучения состояния иммунной и других систем организма. Оценка этих взаимоотношений является наиболее сложной научной проблемой, поскольку изменение даже одного элемента может вызвать различные последствия.

Примногоплановыхисследованияхвобластифизиологиифункциональныхсистемдосихпорнеясныфизиологические механизмы взаимовлияний действия различных биологически активных веществ и параметров резистентности организма.

Таким образом, возникает интерес к комплексному изучению состояния статуса организма в условиях применения иммуномодулирующих препаратов (в т. ч. препаратов нуклеиновой природы), к оценке систем иммунитета (гомеостаза). Учитывая вышеизложенное, важен поиск механизмов регуляции компенсаторно-приспо- собительных реакций организма к внешним факторам

4

и разработкадифференцированных подходов к оптимизации адаптационных процессов.

Известно, чем совершеннее функционируют физиологическиесистемыорганизмаживотных,темлучшеони растут и развиваются, тем ниже вероятность возникновения в них каких-либо патологий.

По данным литературы, в адекватных условиях нормальное развитие наблюдается не более чем у 25–30 % молодых животных, около 50 % молодняка растет слабее физиологическихвозможностейиоколо20–25 %животных

вмолодомвозрастезначительноотстаетвростеиразвитии (телята-гипотрофики).Утаких животных продуктивность

вдальнейшем на 15 % ниже (Самохин В. Т., Бузлама В. С., 1983; Бузлама В. С., 2006; Урбан В. П., 1984; Дроздова Л. И., 2002; Щербаков, 1984; Денисенко В. Н. и др., 1999; Ша-

хов А. Г.,2001,2003,2006,2010; Федоров Ю. Н.,2003).

Внастоящее время одним из ведущих направлений

висследованиях является донозологическая диагностика нарушений, развивающихся в организме животных, т. е. тогда, когда еще нет явных клинических признаков патологии, но в отдельных органах уже развиваются воспалительные процессы и явно выраженные морфологические изменения. Часто патологические изменения обнаруживаются в органах дыхания у 30–45 % телят, у 40–70 % поросят, в органах пищеварения у 82–85 % телят,нарушение ферментативной активности кишечного сока и крови регистрируют при всех морфологических изменениях. При этом снижается общая резистентность организма,развиваютсявторичныеиммунодефицитные состояния (Петров Р. В., 1978, 1981,1982; Джупина С. И., 1991, 1992, 1995; Шахов А. Г., Самохин В. Т., 1983, 2006; ДонникИ. М.,2000,2001;ФонталинЛ. Н.,1991;УрбанВ. П., 1984;ДроздоваЛ. И.,2004,2005;СмирновП. Н.,1999,2001; Кашин А. С.,2000,2002; Valpotic V.et al., 1986).

5

Массовые заболевания животных при иммунодефицитных состояниях наносят огромный ущерб животноводству,которыйсвязансвысокойлетальностьюизатратами на лечение. Например, во Франции прямой ущерб от болезней оценивается в размере 12–15 % стоимости продукции, в нашей стране — более 10 % всех доходов, получаемых от реализации продукции животноводства (Донченко А. С., 2005; Самохин В. Т., Бузлама B. С., 1983). В результате нарушения технологии содержания животных и повышения у них заболеваемости на 25–35 % снижается продуктивность и на 20–30 % увеличивается расход кормов (Медведский В. А.,1987).

Вподобнойситуациивозникаетнеобходимостьвиммунокоррекции организма животных. Большой интерес представляетнетолькопоискфармакологическихпрепаратов,активизирующих иммунный статус животных,но иизучениеразличныхаспектовихвлияниянаорганизм, особенно в ранний постнатальный период.

Сегодня для ветеринарной практики предложено много методов повышения общей и специфической резистентности организма, профилактики и лечения различных заболеваний,стимуляции роста и развития,особенно молодых животных (Урбан В. П. и др., 1984, 1989;

Соколов В. Д. и др., 1992, 1996; Воронин Е. С. и др., 1989, 1990,1996,1999;НоздринГ. А.,1991,1992,1995,1997;ОнищенкоГ. Г.,2002;ФедоровЮ. Н.,2001,2003,2005;ПлященкоС. И.,1982,1990,1991;ПетрянкинФ. П.,1994,2003,2008; ШаховА. Г.,2000,2001,2004,2006,2010;ЗайцевВ. В.,2008, 2010; ЗемсковА. М.,1994,1996; Лазарева Д. Н.,1985,1987, 1991; Бурдейный В. В. и др., 2000; Плешакова В. И., 2009, 2012; Денисенко В. Н., 1999). Из всех лекарственных веществ особую ценность представляют препараты биологическогопроисхождения,неоспоримымпревосходством которых является их физиологичность для организма

6

иэкологическая безвредность. К таким группам относят препараты экзогенных природных РНК (Донченко А. С., 1989, 1990, 1992; Ноздрин Г. А. и др. 1992; Аликин Ю. С., 1989,1996,1998идр.;ЗемсковА. М.,1989,1981,1982;Кассич А. Ю., 1986; Реутова Е. А., 2002, 2010; Соловьева Т. Е., 2003; Блинов М. Н., 1987). Высокой иммунологической активностью обладают препараты,полученные изтимуса животных (Никитенко А. М. и др., 1991; Соколов и др., 1996, 1992, 1995; Ноздрин Г. А., 1991, 1992, 1996; ПинегинБ. Г.,1996,2000;БузламаВ. С.,2007;ИвановВ. С.,2003).

Общеизвестно,чтоморфологическаяоценкавлияния фармакологических препаратов на организм животных является наиболее объективным критерием различных спектров действия лекарственных средств и позволяет составить более полную картину о механизме действия, тропизме к органам, наличии побочных эффектов, экологической безопасности и других свойствах биологически активных веществ, в т. ч. нуклеиновой природы

(ПанинЛ. Е.,1983;БурдейныйВ. В.идр.,1996,1998;Бузлама В. С.,2006,2008; Борсук О. С.,2003; Гаркави Л. Х.,2006;

Зыков А. А.,2002; Лопухин Ю. М.и др.,1997; Ноздрин Г. А.

идр., 1996; Соколов В. Д.,1995; Weiss F. R., 1988).

Вданной монографии представлены материалы по исследованиям в области изучения различных аспектов адаптационныхвозможностейорганизмавусловияхвоздействия неблагоприятных внешних факторов, основ

ипринципов иммуномодулирующей терапии. Изложен некоторый опыт собственных результатов морфофизиологических и морфофункциональных характеристик отдельных органов гомеостатического обеспечения при применении препаратов нуклеиновой природы на разных этапах развития,вт. ч.в системе «мать—плод» у лабораторных и продуктивных животных.

7

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

ОМЕХАНИЗМЕ АДАПТАЦИИ И СТРЕССА

Впоследнеевремявнаучнойлитературедляхарактеристики состояния повышенной устойчивости организма широкое распространение получил термин «адаптация».Однакоещев1863г.выдающийсярусскийфизиолог И. И.Сеченовотметил,чтожизньнавсехееступеняхразвитияявляетсясвоегородаприспособлениемкусловиям существования.По представлениям И. П.Павлова (1949), живойорганизм,каксистема,существуетсредиокружающейприродытолькоблагодарянепрерывномууравновешиванию этой системы с внешней средой,т. е.благодаря определеннымреакциямживойсистемынападающиена нееизвнераздражения.Отсутствиеобщепринятогоопределенногопонятияадаптации,объясняется,видимо,тем, что адаптация присуща всем известным формам жизни

инастольковсеобъемлюща,чтонередкоотождествляется с самим понятием жизни (Селье Г.,1960,1977,1992).

Отмечая многообразие содержания, вкладываемого впонятиеадаптации,В. А.Шидловский(1973,1978,1982) отмечает, что в биологии адаптацией часто называют любую форму регуляции, обеспечивающую организму приспособление к внешней среде. Эта регуляция может заключаться в обеспечении гомеостаза определенной функции, не требуя сдвига физиологической константы. Адаптивнымичастоназываютвсевидырегуляциисприспособительными изменениями констант, но при этом не ставится вопрос о том, изменился ли только режим работы регулирующей системы или сама система.

Известные биологи Н. В. Тимофеев — Ресовский (1973, 1977,1978),А. В.Яблоков(1977,2004)определяютадаптацию как постоянно возникающие, изменяющиеся, совершенствующиесяииногдаисчезающиеэволюционныеприспособленияорганизмаксредевсамомширокомпонимании.

8

В целом, с общебиологических позиций адаптация представляетсобойпроцесссохраненияиразвитиябиологических свойств вида, популяции, биоценозов, обеспечивающих прогрессивную эволюцию биологических систем в неадекватных условиях среды (Казначеев В. П., 1971, 1980).

Насовременномэтапепоявилисьновыепонятия,такиекакфизиологическаяадаптация,теорияадаптивного реагирования,метаболическая адаптация,адаптация стермодинамических,биокибернетическихидругихпозиций.

Определение физиологической сущности адаптации имеет несколько аспектов. По мнению А. Д. Слонима (1974), под физиологической адаптацией следует понимать совокупность физиологических особенностей, обусловливающих уравновешивание организма с постоянными или изменяющимися условиями среды.

И. А. Аршавский (1976, 1980) связывает с понятием «адаптация» такую реакцию физиологоморфологического преобразования организма (и его частей), в результате которой повышаются не только его структур- но-энергетические потенциалы,т. е.свободная энергия, но и общая неспецифическая резистентность.

Адаптациябиологическойсистемыкизменившимся условиям внутренней или вешней среды имеет в своей основе метаболическую адаптацию (Горизонтов П. Д., 1976).

С позиции биокибернетики, адаптация — это процесс самосохранения саморегулирующейся системы внеадекватныхусловияхсреды,выборфункциональной стратегии, обеспечивающей оптимальное выполнение главной конечной цели поведения биосистемы; это не физиологическая флуктуация вокруг нормы, это не патология, это — третья форма существования (Казначе-

9

евВ. П.,1980).Авторомподэтимсостояниемпонимается конечность процессов, совершенство, взаимосоответствие в организации живых существ.

Вцелом,какфизиологическийкритерий,адаптация— это процесс поддержания функционального состояния гомеостатических систем организма, которые обеспечивают его сохранение, развитие (продуктивность у животных) в неадекватных условиях среды. Необходимо помнить, что любое воздействие может стать отправной точкой для нарушения состояния динамического равновесияорганизмаикакследствиевозникновениясложного комплекса реакций,задача которых—обеспечитьустой- чивость и гоместаз внутренней среды организма. При этомгомеостатическиемеханизмыохватываютпроцессы компенсации нарушенных функций регулирования и саморегулирования физиологических основ, адекватность ответаикоординациюэтихпроцессов(АнохинП. К.,1975, 1980; Виру А. А., 1974, 1976, Казначеев В. П., 1971, 1980; Панин Л. Е., 1978, 1992; Меерсон Ф. З., 1986, 1988, 1993; Саркисов Д. С.,1973,1977,1987; Смирнов К. В.,1990).

ПомнениюВ.Кеннона(1929,1932),различныеагенты, необычные по своей интенсивности, способны формировать однотипную картину симпатико-адреналового синдрома. Близких взглядов придерживался и Л. А. Орбели. Согласно созданному им учению, разнообразные факторы внешней среды вызывают со стороны симпатической системы адаптационную ответную реакцию, выражающуюся в изменении ее трофической регуляции

(Орбели Л. А.,1949).

При рассмотрении адаптивных изменений,возникающих в процессе индивидуальной жизни (онтогенеза), следует учитывать, что настоящие сдвиги могут существенно различаться по ряду признаков. Это позволяет классифицироватьтипыадаптации.Такизменения,воз-

10