Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Особенности адаптационного потенциала крупного рогатого скота зарубежной селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала.pdf
нием хемотоксической и бактерицидной активности лимфоцитов
(Я. Манцер, 1993; Д. Мецлер, 1980).
Однако участие нейтрофилов в реализации ответной реакции
организма не ограничивается фагоцитозом. Нейтрофилы могут выделять в кровь вещества, обладающие как бактерицидными, так
и антитоксическими свойствами (Г.С. Азаубаева, 2004). Важно также
учитывать, что нейтрофил является не только фагоцитирующей, но
еще и секреторной клеткой, поэтому очень важно в исследованиях
естественной резистентности организма изучать действие нейтрофилов как фактора иммунобиологической реактивности. Необходимо
также отметить, что на некоторых стадиях длительной гипокинезии
нейтрофилез может отсутствовать, однако в некоторых органах кроветворения, например, селезенке, количество нейтрофилов увеличивается более чем в три раза. По-видимому, это связано с вовлечением
данной категории лейкоцитарных клеток в маргинальный пул.
При проведении исследований нами было также изучено содержание в крови коров базофилов, продукция которых определяет
напряженность иммуногенеза в животном организме (В. Калашников, В. Левахин, 2004; А.А. Воробьев, 1999). По результатам наших
исследований число базофилов в крови импортированных коров
(0,20±0,01 %) находилось в пределах нормативных значений.
Лимфоциты обладают удивительной способностью различать
в организме «свое» и «чужое», основанное на антигенных различиях белков собственных тканей организма и чужеродных белков. При
этом особо следует отметить, что если вышеприведенные элементы
белой крови несут в основном неспецифические защитные функции,
то лимфоциты играют основную роль в специфических защитных
реакциях (В. Калашников, В. Левахин, 2004; Г.С. Азаубаева, 2004;
Y. Ishibashi, T. Yamashita, 1999).
Анализ полученных результатов исследований показывает, что
в новых условиях у коров австрийской селекции число лимфоцитов
составило 49,54±1,26 % и на 22,83 % (p < 0,01) ниже по сравнению
с группой коров отечественной селекции. Причем уменьшение числа лимфоцитов у коров I группы сопровождается количественным
уменьшением иммунокомпе-тентных клеток – моноцитов, количество которых у коров I группы на 49,42 % (p < 0,01) было ниже по
сравнению со II группой коров (2,54±0,06 %).
91
Моноциты обладают хорошо выраженной фагоцитарной и бак-
49,54%
0,2%
6,23%
2,62%
1,7%
39,71%
базофилы эозиноф илы палочкоядерные
сегментоядерные лимфоциты моноциты
2,54%
1%
3,41%
2,2%
30%
60,85%
терицидной активностью, а постоянное наличие макрофагов в местах реализации аллергических реакций замедленного типа свидетельствует об участии моноцитов в процессах клеточного иммунитета (Н.М. Бережная, 1986).
Таким образом, анализ лейкограммы коров симментальской породы австрийской и отечественной селекции в сравнительном аспекте показал, что характер изменения белой крови у коров австрийской
селекции был однотипен и характеризовался эозинопенией, нейтрофилезом, лимфопенией и моноцитопенией (рис. 1).
а
б
Рис. 1. Лейкоцитарная формула крови коров:
а – австрийской селекции; б – отечественной селекции
92
Такой характер изменений, по нашему мнению, является следствием суммации аддитивных действий новых факторов: новые условия кормления, содержания, смена обслуживания, персонала.
На наш взгляд, полученные данные по лейкоцитарному составу крови позволяют опосредованно судить о том, что развитие
нейтрофильного лейкоцитоза связано, главным образом, с увеличенным поступлением в циркуляцию костномозговых нейтрофилов,
рекрутирование которых может потенцироваться глюкокортикоидами и катехоламинами (Ю.Г. Камскова, 2004). Можно полагать, что
в период действия повреждающего стресс-фактора как по сигналу
тревоги возрастает количество клеток крови, выполняющих защитную функцию. Эти клетки (прежде всего эозинофилы, нейтрофилы
и моноциты) проникают через стенки капилляров, и имеет место перераспределение клеток белой крови, способствующее повышению
сопротивляемости тканей при воздействии на организм повреждающих факторов и направленное на сохранение функционального гомеостаза в процессе адаптации коров.
Необходимо отметить, что при длительном воздействии новых
эколого-хозяйственных факторов, как правило, развивается неспецифическая реакция организма, когда в процесс адаптации последовательно включается комплекс регуляторных систем различной степени выраженности в зависимости от интенсивности действующего
фактора.
В то же время большое количество показателей функциональных систем, участвующих в процессе адаптации, усложняет анализ
оценки функциональных состояний и приводит к необходимости
использования интегральных показателей для обобщенной количественной оценки степени напряжения регуляторных систем организма при адаптации к внешним воздействиям (А.В. Шафиркин и др.,
2000; Н.Г. Даренская, А.О. Короткевич, 2001; А.В. Шафиркин,
А.М. Носовский, 2001).
Именно поэтому для целей нормирования воздействующих
факторов важно разработать систему взаимосвязанных обобщенных
показателей, характеризующих переход от нормы к патологии. Необходимо иметь методику, включающую систему показателей, которая на количественной основе позволяла бы характеризовать различные функциональные состояния организма, степень напряжения
93
адаптационного процесса и состояние компенсаторных резервов.
В связи с этим в последнее время появляются интегральные показатели и математические модели, определяющие общее состояние
организма с помощью исследования основных систем функционирования организма (Карпов, В.Н., 1996). Так, В.И. Мясниковым,
А.И. Григорьевым, Р.М. Баевским (2001) для оценки общего состояния организма и степени отклонения его от оптимума был предложен показатель, обозначенный как показатель S (от английского –
state или от латинского – status).
К.С. Десятниченко, Ю.П. Балдин, Н.А. Дьячков (1995);
М.А. Дерхо, С.Ю. Концевая (2004) предлагают рассчитывать показатель состояния (ПС), абсолютная величина которого находится
в обратной зависимости от выраженности состояния напряжения
организма.
Руководствуясь вышеизложенным, нами был рассчитан показатель состояния организма импортированных коров, находящихся
в новых эколого-хозяйственных условиях, характеризующий выраженность напряжения их организма. При его расчете были использованы экспериментальные данные, полученные при оценке лейкоцитарного профиля (табл. 6). Сам расчет проводили по формуле:
ПС = K(е + l + m/nL),
где K – нормализующий коэффициент, равный 102;
e, l, m, n – количество эозинофилов, лимфоцитов, моноцитов,
нейтрофилов на 105 клеток крови, соответственно;
L – число лейкоцитов в 1 мл3 крови.
Как показано на рисунке 2, величина показателя состояния
в организме коров отечественной селекции составила 38,00, при
этом у импортированных коров, испытывающих постоянное действие эколого-хозяйственных факторов окружающей природной
среды, составило 13,00, что в 2,93 раза было ниже по сравнению
с коровами отечественной селекции.
Полученные данные, на наш взгляд, указывают, прежде всего,
на стрессовый характер длительного воздействия на организм импортированных коров факторов окружающей среды, в результате
чего происходит перестройка функциональных систем их организма,
94
вызывающая состояние напряжения организма и, в итоге, стрессо-
13
38
0
5
10
15
20
25
30
35
40
ПС
Коровы австрийской
селекции
Коровы отечественной
селекции
вую ситуацию. При этом в условиях постоянного действия факторов
окружающей природной среды на протяжении длительного времени
значительное напряжение и даже перенапряжение регуляторных механизмов с подключением основных компенсаторных резервов организма ведет к более быстрому расходованию энергетических ресурсов и снижению адаптационных возможностей организма.
Рис. 2. Показатель состояния (ПС) организма коров
симментальской породы австрийской и отечественной селекции
Данное утверждение согласуется с мнениями М.А. Дерхо,
С.Ю. Концевой (2004), доказавшими возможность выявления наличия стрессовой ситуации в организме животных путем расчета показателя состояния – индикатора стресса: чем меньше значение показателя состояния, тем более чувствительны животные к различного
рода изменениям.
Обобщая полученные результаты по оценке гематоморфологических показателей импортированных коров, следует отметить:
– адаптация коров сопровождается повышением активности
эритропоэза, носящего явно приспособительный характер;
– количественное и функциональное состояние полиморфноядерных лейкоцитов-нейтрофилов, эозинофилов, лимфоцитов
и моноцитов свидетельствует о формировании в организме импортированных коров иммунологической недостаточности;
95
– показатель состояния, величина которого находится в обратной зависимости от выраженности состояния напряжения организма,
служит объективной оценкой адаптивных процессов в организме коров, является уникальным коэффициентом, подтверждающим наличие
стресса и характеризующим глубину перестройки функциональных
систем организма. Кроме того, показатель состояния отражает динамику потребления ресурсов адаптации импортированных коров к новым
эколого-хозяйственным условиям лесостепной зоны Южного Урала.
2.4.2 Биохимическая адаптация – альтернативный путь обеспечения долговременного этапа адаптации коров
Система крови определяет и метаболический статус организма
при воздействии эколого-хозяйственных факторов. Адаптация организма к действию стресс-факторов наступает либо в результате изменения физиологических констант с сохранением уровня метаболических
процессов (так называемая физиологическая адаптация), либо за счет
альтерации гомеостаза обмена веществ (так называемая биохимическая
адаптация). При этом быстрая адаптация реализуется преимущественно посредством физиологических механизмов, а медленная – за счет
биохимических процессов, на основе которых происходят морфо-функциональные перестройки организма. В конечном счете выживание организма осуществляется путем приспособительных изменений как соматовегетативных функций, так и самих процессов метаболизма. Также
следует отметить, что изменения со стороны обмена веществ считаются
одним из основных факторов, препятствующих реализации генетического потенциала молочной продуктивности коров.
Вышеизложенное указывает на необходимость изучения метаболических процессов в организме импортированных коров, находящихся в новых эколого-хозяйственных условиях посредством
сравнения их с процессами метаболизма в организме коров отечественной селекции.
Углеводные компоненты крови как энергетические ресурсы
функционирования организма коров
Процессы функционирования организма животного обеспечиваются энергией, которая поступает к нему в виде подходящего «топлива», основным источником которого в тканях выступает глюкоза.
Глюкоза способна превращаться в другие углеводы, выполняющие
96
высокоспецифичные функции: в гликоген, являющийся формой хранения углеводов; в рибозу, содержащуюся в нуклеиновых кислотах,
но самое главное, что необходимо отметить, это то, что глюкоза способна в клетках органов и тканей подвергаться окислительному распаду, который сопровож-дается не только образованием различных
промежуточных метаболитов, но и выделением энергии в виде макроэргических фосфатов типа АТР (Е.А. Васильева, 1982; B. Bastan,
P.P. Ross, R.P. Kopito, 1996; D.R. Hodson, R.J. Rose, J.R. Allen, 1984).
При этом существует несколько систем синтеза энергии за счет процессов окислительного распада глюкозы: анаэробные – гликолиз
(с образованием лактата) и аэробные (без образования лактата).
Для выполнения организмом основных физиологических функций,
а также для нормального функционирования организма в целом
необходимы аэробные процессы, то есть клеточное дыхание.
Учитывая вышесказанное и принимая во внимание, что нахождение коров в новых эколого-хозяйственных условиях требует большого количества энергии для адаптации в окружающей среде, возникает настоятельная необходимость оценки состояния углеводного
обмена, так как углеводы и, в частности, глюкоза, как уже отмечалось выше, служат основным источником энергии для клеток организма. О режиме и соотношении процессов окисления в организме
коров мы судили по концентрации глюкозы и основных метаболитов
углеводного обмена – пировиноградной и молочной кислот.
Данные, представленные в таблице 7, показывают, что концентрация глюкозы у импортированных коров составила 2,10±0,06 ммоль/л
против 3,05±0,04 ммоль/л – у коров отечественной селекции и на
45,23 % (p < 0,01) оказалась ниже.
На наш взгляд, указанные изменения в концентрации основного источника энергии у импортированных коров (I группа) свидетельствуют, во-первых, о том, что адаптация коров к новым эколого-хозяйственным условиям требует значительных энергетических
затрат, а во-вторых, указывает на недостаточность запасов гликогена
в печени. Должно быть, глюкоза в таких условиях начинает поставляться в основном за счет реакций гликонеогенеза из включенных
в обменные процессы аминокислот, а сам гликонеогенез обеспечивается влиянием регуляторного участия в метаболических процессах
парасимпатической нервной системы, что предупреждает возникновение ярко выраженного гипогликемического состояния.
97
Таблица 7 – Показатели углеводного обмена в организме коров
X Sx±
(
Глюкоза, ммоль/л 2,10±0,06 3,05±0,04** 2,53–3,30
ПВК, мкмоль/л 144,52±2,64 105,12±1,28 90,88–193,12
МК, ммоль/л 2,13±0,06 1,17±0,02** 1,06–1,22
МК/ПВК 14,79 11,15** 11,62–12,20
Примечание: * p < 0,05 ** p < 0,01 *** p < 0,001.
; n = 10)
Показатель
I
(австрийская
селекция)
Группа
(отечественная
селекция)
II
Норма
Следует отметить, что в организме импортированных коров на
фоне снижения концентрации глюкозы усиливаются процессы анаэробного окисления, что подтверждается характером изменения уровня основных метаболитов углеводного обмена – лактата и пирувата,
однако следует обратить внимание, что интенсивность увеличения
их концентраций была различной. Так, концентрация пировиноградной кислоты – основного метабо-лита гликолиза и гликонеогенеза –
находилась на уровне 144,52±2,64 мкмоль/л при ее значении у коров
II группы – 105,12±1,28 мкмоль/л. В то же время, несмотря на более высокое содержание пировиноградной кислоты в крови коров
австрийской селекции, ее концентрация у коров обеих групп соответствовала значениям видовой нормы (91,2–190,3 ммоль/л).
Концентрация лактата (молочной кислоты) – конечного продукта гликолиза – в крови коров I группы возрастает, по сравнению
с пировиноградной кислотой, более значительно и превышает значение ее у коров II группы в 1,76 раза (p < 0,01) и в 1,81 раза (p < 0,01),
по сравнению с нормативной величиной.
Накопление молочной кислоты указывает на дефицит кислорода в клетках, при котором метаболизм углеводов перестраивается
с аэробного на анаэробный и основным путем превращения
Д-глюкозы становится анаэробный гликолиз. Мы считаем, что установленное увеличение концентрации молочной кислоты в крови импортированных коров является отрицательным моментом, так как
98
известно, что Об этом же свидетельствуют и данные по коэффициенту лактат/пируват (углеводному индексу), составившие у животных
I группы – 14,75, у животных II группы – 11,15 при нормативной
величине 11,62–12,20.
Таким образом, результаты проведенных исследований по углеводным компонентам крови свидетельствуют о признаках гипоксического профиля углеводного метаболизма в организме импортированных коров.
Исходя из этого, адаптивный эффект в организме коров австрийской селекции заключается в мобилизации энергетических ресурсов организма, но при продолжительных повторных стрессорных
ситуациях катаболический эффект стресса полностью не устраняется. По-видимому, неравномерность восстановительных процессов
выражается в неодинаковой ликвидации отдельных фракций кислородного долга. Известно, что алактатная фракция обусловлена ресинтезом АТФ и КрФ, лактатная – окислением молочной кислоты.
Алактатный кислородный долг ликвидируется в 40–50 раз быстрее,
чем лактатный. Фазный характер восстановления выражается также
в изменениях запаса энергетических веществ. Особенностью восстановительных процессов является то, что восстановление расходуемых при работе веществ не сразу доходит до исходного уровня,
а после временного сверхвосстановления веществ в организме наиболее оптимальным временем для получения следующей нагрузки
является момент сверхвосстановления. Если все время обеспечивать
точное «попадание» следующей стресс-нагрузки на этот временной
отрезок, то организм быстро и без отрицательных побочных эффектов приспособится к ним. Если же следующая нагрузка стрессфактором попадает на период ниже исходного уровня, а тем более на
минимум, то организму будет все труднее и труднее адаптироваться к следующим стрессовым воздействиям окружающей среды, что
может отразиться на его общем состоянии, значительном снижении
иммунитета и формировании необратимых процессов. Вероятно,
вышесказанное находит свое полное отражение в организме импортированных коров.
На наш взгляд, все вышеописанные особенности изменения
углеводного обмена связаны с тем, что у импортированных коров происходят физиологические изменения с усилением метаболических
99
процессов в их организме, направленные на мобилизацию внутриорганных источников энергообеспеченности организма на фоне
гипоксии и преимущественно анаэробного окисления углеводов.
Особенности белкового метаболизма
и белковообразовательной функции организма коров
Белки крови являются не только пластическим материалом
в организме животных, но и энергетическим, и изменение их содержания приводит к нарушению гомеостаза и специфической резистентности.
У животных I группы нами установлено снижение содержания
общего белка до 66,75±1,21 г/л, и на 20,59 % (p < 0,01) было выше
по сравнению с животными II группы, что свидетельствует в первую очередь о снижении процессов биосинтеза белка в связи с нарушением протеинсинтетической функции печени в организме импортированных коров (табл. 8). Величина этого показателя у коров
II группы была достаточно высокой (80,50±0,11 г/л) и соответствовала верхней границе видовой нормы (74,60–81,30 г/л).
По-видимому, высокое содержание общего белка в сыворотке
крови коров отечественной селекции связано с более интенсивным
обменом веществ и избыточным поступлением белка с кормом, вероятнее всего, за счет кормовых добавок (патока), которые широко
применяются в ООО «Новая Заря», а поскольку в ответ на требование окружающей среды возрастает функция систем, ответственных
за адаптацию, то именно в них развивается активация белков.
Мы считаем, что активация синтеза белков, более выраженная в организме коров отечественной селекции, обеспечивает формирование там структурного «следа» и приводит к формированию
структурных изменений, которые увеличивают мощность систем,
ответственных за адаптацию, и должны составлять основу перехода
от «срочной» адаптации к «долговременной» – решающий фактор
формирования структурного базиса «долговременной» адаптации.
Вероятно, это является одной из причин более высокой хозяйственной и экономической эффективности коров отечественной селекции
вследствие их лучшей адаптированности к местным условиям окружающей природной среды.
100