dis_dovzhenko_nina_aleksandrovna

11

Russian-Hellenic Symposium with International Participation and Young Scientists School, 2012г. (г. Ираклион, Крит, Греция); на V международной научно-практической конференции «Современные экологические проблемы устойчивого развития Полесского региона и сопредельных территорий:

наука, образование, культура», 2012г. (г. Мозырь, Республика Беларусь, УО МГПУ им. И.П. Шамякина); на Третьей Международной научной конференции «Химическая термодинамика и кинетика», 2013г. (г. Великий Новгород, НвГУ); на V научно-практической конференции «Научно-

техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (в рамках выставки НТТМ), 2013г. (г. Москва); на IV

международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике, 2013г. (г. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова), на межкафедральном совещании в ФГБОУ ВПО МГАВМиБ, 2013г. (г. Москва,

ФГБОУ ВПО МГАВМиБ). Данная работа была отмечена Российским аграрным движением (РАД), а её автор награждена стипендией РАД

(сертификат о назначении стипендии вручен в ВГСХА, г. Волгоград) в 2011 г.

Опубликованность результатов. Опубликовано по теме диссертации

23 печатных работы: 16 статей (в том числе 5 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ), 6 тезисов докладов, 1 учебно-методическое пособие.

Структура и объем диссертации. Материалы диссертации изложены на 167 страницах машинописного текста, в том числе включают: 6 рисунков,

48 таблиц. Диссертация состоит из разделов: общая характеристика работы,

обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты исследований и их обсуждение, выводы и практические предложения,

библиографический список, приложения. Список использованной литературы включает 181 источник, в том числе 56 зарубежных.

12

1. Обзор литературы

1.1. Возраст животных. Особенности роста и развития разных видов

животных в постнатальном онтогенезе

Для управления процессами развития сельскохозяйственных животных необходимы в первую очередь знания закономерностей морфо-

функционального роста и специфических свойств организма на каждом периоде, этапе и стадии его роста и развития [14, 19, 30, 55, 56, 97, 101-104, 110, 120]. Многочисленные опыты в животноводстве [7, 10-14, 16, 21, 61, 73, 90, 119, 123] и мировая практика показали, что многие задачи в животноводстве невозможно решить без углубленного изучения роста и развития животных, биохимических и физиологических процессов в организме, выявления их закономерностей [36, 37, 100,114].

По способу воздействия организма с условиями среды в онтогенезе выделяют три периода: антенатальный, интранатальный и постнатальный.

Антенатальный период развития организма определяется временем,

протекающим с момента оплодотворения яйцеклетки до начала родовой деятельности. В этом периоде различают 3 фазы: зародышевую,

эмбриональную, фетальную (плодную). Интранатальный период – время от начала родовой деятельности до рождения. Период сравнительно короткий,

и в нем фазы не выделяют [3, 4, 78, 113, 120].

Самый длительный период развития организма в онтогенезе – постнатальный. Он определяется временем с момента разобщения с материнским организмом до естественной смерти. Выделяют несколько фаз постнатального онтогенеза, у разных видов они имеют различную продолжительность [111, 113].

Фаза новорождённости длится обычно несколько дней и характеризуется тем, что животное, питаясь молозивом, в короткий срок приспосабливается к жизни вне утробы матери. Молозиво, обладая особым и уникальным составом, является незаменимым естественным средством обеспечивающим жизнеспособность организма на данном этапе онтогенеза

13

[4, 110]. У лошадей фаза новорожденности составляет до 10 суток, у

крупного рогатого скота – до 7-10 суток, у овец, коз – до 6-10 суток, у свиней до 5 суток, у собак и кошек – до 3-4 суток. [10, 11, 30, 111, 113]

В фазу молочного питания животные питаются исключительно молоком. В течение неё происходит структурно-функциональное совершенствование всех систем организма [110, 113] . У лошадей фаза молочного питания продолжается до 45 суток, у крупного рогатого скота – до

28 суток, у овец, коз – до 20 суток, у свиней – до 14 суток, у собак и кошек – до 21 суток [30, 45, 84].

Во время переходной фазы молодняк питается смешенной пищей

(сельскохозяйственные животные молочно-растительной). В организме завершается становление структурно-функциональной организации всех систем. Данная фаза продолжается до отъёма животного от матери или до прекращения выпойки ему молока. У разных видов животных её длительность разная: у крупного рогатого скота и лошадей – до 8 месяцев, у

мелкого рогатого скота – до 4 месяцев, у свиней – до 2 месяцев, у собак и кошек - до 7 недель [10, 11, 30, 45, 84, 111].

Животные наиболее быстро растут в 1-ю неделю жизни, в 1-й месяц, в

1-ю четверть года и в 1-й год своего развития. В это время они не только отличаются способностью к быстрому росту, но и тратят на каждую прибавленную единицу своего веса наименьшее количество питательных веществ. Всё это вызывает необходимость ставить животное в раннем периоде его развития в условия обильного кормления [10, 11, 30, 113]. Так,

по данным Case L.P. и соавторов, собаки в фазу роста обладают особыми физиологическими характеристиками и потребностями в питании. Им необходимо в 2 раза больше калорий на единицу веса тела, чем для взрослых особей [129] . У собак фаза роста продолжается в среднем от 8 до 18 месяцев,

но может достигать до 24 месяцев у крупных пород, например Сен-Бернаров

[158].

14

Четвертая фаза постнатального онтогенеза продолжается до конца жизни животного. В это время завершается половое созревание и наступает период воспроизводства и продуктивности [10, 11, 113, 120].

Период полового созревания характеризуется началом функционирования органов размножения. В этот период формируются индивидуальные и породные особенности животных. Половой зрелости лошади достигают в возрасте 12—18 месяцев (иногда раньше), крупный рогатый скот в 6—10 месяцев, овцы в 6—8 месяцев, свиньи в 4—6 месяцев,

собаки – в среднем к 7- 8 месяцам [112, 113,120] (по некоторым данным к 6-

14 месяцам [122]), кошки – к 5-9 месяцам. Половая зрелость наступает раньше, чем окончательно сформируется организм. Таким образом,

физиологической зрелости тёлки достигают к 1,5-2 годам, быки – к 10-18

месяцам; овцы и козы – к 1,5-2 годам, бараны-к 15-18 месяцам, козлы – к

1,5- 2 годам; кобылы - к 3-5 годам, жеребцы – к 3-4 годам; свиньи – 9-12

месяцам, хряки – к 10-11 месяцам; суки – к 1-2 годам, кобели – к 12-14

месяцам; кошки и коты – 10-12 месяцам [112, 113, 120].

Период зрелости характеризуется расцветом функциональной деятельности организма; воспроизводительная способность и продуктивность животных в этот период достигают максимального развития.

У сельскохозяйственных животных это наиболее важный период для их хозяйственного использования. У лошадей период зрелости длится от 7 до

15 лет, у крупного рогатого скота - от 5 до 10—12, у овец - от 4 до 6—7, у

свиней - от 2 до 5—6 лет, у собак – от 1 до 4 лет, у кошек он наступает в 10 -

18 месяцев [112, 113, 120].

С возрастом ослабляется как сама энергия роста, так и способность затрачивать меньшие количества питательных веществ на единицу прироста.

Обильное кормление, хороший уход и содержание в значительной степени ускоряют энергию роста животных. Период расцвета сил и продуктивных качеств может быть значительно удлинён хорошим кормлением и содержанием, что представляет большой интерес для сельского хозяйства,

15

так как животные в этом возрасте производят ценные для человека продукты питания. Особенно важно бывает увеличить продолжительность периода расцвета сил и здоровья для животных высокой племенной ценности, т. к. от них можно получить при таких условиях наибольшее количество приплода

[31, 114].

В период старения жизненные процессы в организме постепенно угасают, заметно снижаются воспроизводительная способность и продуктивность животных и хозяйственное использование их прекращают.

Возрастные пределы использования лошадей 18—20 лет, крупного рогатого скота 15—16 лет, овец 7—8 лет, коз 6—8 лет, свиней 6—7 лет [10, 11, 113, 120].

Средняя продолжительность жизни составляет: у лошадей – 20-25 лет,

укрупного рогатого скота - 20, при этом у быков несколько меньше – 15 лет,

усвиней 8-10 лет, у кошек и собак – 10-12 лет (у некоторых мелких пород на много больше, например, у чи-хуа-хуа -15-17 лет, у болонки- 18-20) [112, 116]. По некоторым данным, при хорошем содержании и кормлении сроки жизни животных могут быть гораздо больше: у лошадей – до 40-50 лет, у

свиней – до 20-30 лет [112, 113, 120].

1.2. Физиологические особенности видов животных с разным типом

обмена вешеств

Свиньи. Современная домашняя свинья (Sus domestica) является продуктом многовековой эволюции, результатом развитиия вида под

воздействием естественного отбора и деятельности человека [54, 121].

Важными биологическими особенностями свиней, используемыми человеком в хозяйственной деятельности, являются: скороспелость

(откормочная, физиологическая и половая), плодовитость и многоплодие свиноматок, а также высокие адаптационные способности в различных

16

моногастричные животные с кишечным типом пищеварения. В первые три недели жизни у поросят в желудочном соке нет соляной кислоты. В этот период, если поросята питаются только молоком матери, оно в основном переваривается в тонком отделе кишечника под воздействием секрета поджелудочной железы, кишечного сока и желчи. Кишечное пищеварение в это время компенсирует неполноценность секреторной деятельности желудка. Такой период называется периодом возрастной ахлоргидрии (до 25

суток), а весь период от рождения до 2-3-месячного возраста, т. е. до появления в желудочном соке нормального количества (0,3-0,4 %) соляной кислоты — периодом возрастной неполноценности желудка. К 6—7-

месячному возрасту пищеварительные органы у свиней достигают состояния,

достаточного для переваривания больших количеств корма, и становятся вполне зрелыми как в анатомическом, так и в физиологическом отношении.

При этом при ранней подкормке концентратами поросят-сосунов можно существенно ускорить развитие их пищеварительного аппарата и, тем самым,

повысить способность организма к перевариванию и всасыванию больших количеств питательных среднесуточных приростов и повышения продуктивности молодняка на откорме [1, 33, 54, 99].

По типу питания свинья являются всеядными животными. Свиньи -

всеядные животные с однокамерным желудком и кишечным типом пищеварения. Это позволяет им достаточно хорошо приспосабливаться к разным типам кормлении (как растительного, так и плотоядного). В

желудочно-кишечном тракте свиней (кроме толстого отдела кишечника) нет оптимальных условий для развития симбиотической микрофлоры. Поэтому свиньи хорошо и эффективно переваривают и используют те органические вещества, для которых не требуется посредничества микроорганизмов -

протеин, жиры, крахмал, сахара. Вместе с тем свиньи плохо используют грубые корма. Эффективность использования энергии и питательных веществ рационов свиней в значительной степени зависит от возраста, живой массы, физиологического состояния и типа кормления [1, 33]. Наиболее

17

интенсивно в организме свиней протекают белковый [9] и липидный тип обмена [32].

Кошки являются хищниками, что проявляется в их характере питания

иповедении. Тот факт, что они строго плотоядные животные,

подтверждается анатомическими особенностями строения их зубов,

челюстей, морды и конечностей.

Кошки характеризуются также определёнными физиологическими и метаболическими особенностями. Энергетический метаболизм кошек в определённой мере сходен с метаболизмом жвачных животных. Обычно в рационе кошек содержится низкое количество растворимых углеводов.

Следовательно, в их печени активность глюкокиназы очень низкая.

Кошки обычно потребляют растворимые углеводы (лактозу) только в период вскармливания. У котят для переваривания молочного сахара

(лактозы) имеется специальный фермент – лактаза. Со временем пищеварительные возможности животного меняются. Многие взрослые животные утрачивают этот фермент, а вместе с тем и способность пить молоко, так как непереваренная лактоза, пройдя тонкий отдел кишечника,

поступает в толстый, где начинает бродить, что приводит к диареям [45].

Особенностью белкового обмена у кошек является их повышенная потребность в белке. Это объясняется высокой активностью в их печени ферментов (трансаминаз и дезаминаз), превращающих аминокислоты в кетокислоты, использующиеся для энергетических потребностей или для синтеза глюкозы. У кошек не снижается активность этих ферментов в печени при низком поступлении белка с кормом. Поэтому эти ферментные системы печени у кошек всегда активны и часть белка, потребляемого с кормом, у них используется для энергетических целей. Кроме того, установлено, что помимо глюконеогенеза, у кошек глюкоза может синтезироваться и другим путём, при котором в качестве предшественника глюкозы используется аминокислота серин.

18

Укошек также имеются специфические потребности в двух аминокислотах: аргинине и таурине. Дефицит аргинина у кошек может приводить к очень неприятным последствиям - повышению концентрации аммиака в плазме крови, что может вызвать быструю гибель животного (в

течение 3-5 часов). Причиной такой реакции является их неспособность синтезировать в остаточном количестве орнитин и цитруллин, из которых синтезируется аргинин, необходимый для нормального функционирования цикла мочевины. При недостатке аргинина в организме кошек, аммиак не может превращаться в мочевину и развивается аммиачный токсикоз. В связи

стем, что обычный рацион кошек содержит много животных тканей, с

достаточно высоким содержанием белка (включающего в свой состав и аргинин), то дефицит аргинина у них встречается очень редко. Другая аминокислота - таурин или аминосульфоновая кислота, обязательно должна входить в их рацион, так как кошки в отличие от собак не могут синтезировать достаточное количество таурина из цистина. Хронический дефицит таурина может вызывать у кошек дегенерацию сетчатки и слепоту.

Кошки обладают способностью к потреблению и усвоению больших количеств жира, которым богаты ткани животных. Они не способны к синтезу арахидоновой кислоты из линолевой кислоты и поэтому нуждаются в поступлении её с кормом. Жиры животного происхождения содержат большое количество арахидоновой кислоты.

Укошек антитоксическая функция печени действует не столь эффективно, что может сказываться на выведении лекарственных веществ из организма. Например, парацетамол может превращаться в результате обмена в токсические вещества, и даже небольшая доза может оказаться смертельной.

Организм кошки экономно расходует воду: в случае относительного обезвоживания организма её моча становится чрезвычайно насыщенной (в 5

раз концентрированней крови). При этом даже в нормальных условиях кошки пью более чем умеренно (в небольших количествах и часто), отчего

19

их моча отличается высокой степенью концентрации. Такая способность предрасполагает к большей подверженности кошек к мочекаменной болезни

[45, 57].

Собаки. По природе своей собака является плотоядным животным.

Собака практически не пережевывает пищу, заглатывая ее целиком, поэтому в желудок она попадает без предварительной обработки. Небольшой по объему желудок обладает повышенной кислотностью и активностью пищеварительных ферментов – пища обрабатывается очень быстро.

У собак сравнительно короткий тонкий кишечник, обладающий, тем не менее, повышенной всасывающей способностью, не приспособлен к перевариванию объемной растительной пищи. На первом месте по усвояемости у собаки находятся белки, на втором – жиры и только на третьем – углеводы. Высокое содержание клетчатки в рационе действует насыщающее возбуждает перестальтику желудка и кишечника, при этом собаки клетчатку не усваивают, она действует как баланс. Причем в организме собаки полностью отсутствуют ферменты, расщепляющие некоторые углеводы, в частности – лактозу и крахмал, содержимое растительных клеток которых не усваивается. У собак в печени выявлена высокая активность глюкокиназы. У собак высокая активность глюконеогенеза отмечается только после еды, когда происходит окончательное всасывание питательных веществ [57].

Собаке необходимо определенное количество воды, жажду они переносят гораздо хуже, чем голод. Зимой животные пьют меньше, чем летом. Излишки воды выделяются почками, легкими, испарениями с языка, а

также потовыми железами [84].

Таким образом, свиньи, кошки и собаки имеют ряд особенностей обмена веществ.

20

1.3. Особенности физиолого-биохимических параметров обмена веществ

у разных видов животных в постнатальном онтогенезе

Интенсивность метаболических изменений в период постнатального онтогенеза находит свое отражение в различных физиолого-биохимических параметрах биологических жидкостей.

Основным индикатором, раскрывающим картину метаболизма в организме животных, является кровь [8, 13, 43, 67, 109]. Как одна из важнейших систем организма она играет большую роль в его жизнедеятельности. Благодаря широко развитой сети кровеносных сосудов -

капилляров кровь приходит в соприкосновение с клетками всех тканей и органов, обеспечивая, таким образом, возможность питания и дыхания их.

Поэтому всякого рода воздействия на ткани организма отражаются на составе и свойствах крови [13, 35, 43]. Интенсивность процессов отдельных видов обмена существенно различается в органах и тканях в зависимости от их структурно-морфологической особенности и функционального назначения. Обмен веществ в организме обусловлен сложными биохимическими реакциями всех биологически активных и питательных веществ, поступивших с кормом, водой и образующихся в организме.

Несмотря на постоянное поступление в кровь и выделение из неё различных продуктов обмена веществ, химический состав её при оптимальном течении процессов обмена здорового организма быстро выравнивается и остаётся довольно постоянным (гомеостаз) [80] .

Самые существенные различия в нормальных значениях физиолого-

биохимических параметров биологических жидкостей животных связаны с возрастом. Отклонения от средневидовой нормы (принятой в литературе) у

молодых и старых животных могут составлять 25…100 % и более [5, 179].

Наиболее значимые различия в физиологических и биохимических параметрах крови выявляют при сравнении молодых и взрослых животных

(Рисунок 1) [5].