Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.01) на тему: Белковый обмен у коров при йодной недостаточности

Автореферат диссертации по ветеринарии на тему Белковый обмен у коров при йодной недостаточности

На правах рукопис)

Доржиев Баир Иннокентьевич

БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН У КОРОВ ПРИ ЙОДНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

16.00.01 - диагностика болезней и терапия животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Работа выполнена на кафедре нормальной, патологической физиологии, фармакологии и токсикологии Федерального государственного общеобразовательного учреждения высшего профессионального образования «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова».

Научный руководитель: Оножеев Анатолий Алексеевич

заслуженный деятель науки РБ, доктор ветеринарных наук, профессор

Официальные оппоненты: Эленшлегер Андрей Андреевич

доктор ветеринарных наук, профессор; Васильев Виктор Кириллович кандидат ветеринарных наук, доцент.

Ведущая организация: Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН БНЦ

Защита диссертации состоится «21» марта 2007 г. в /а часов на заседании диссертационного совета Д 220.006.01 при ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова»

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова».

Автореферат разослан «/£» февраля 2007 г.

кандидат биологических наук, доцент '] /У^ / Бодиев Р.Д.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Среди заболеваний, характеризующихся нарушениями обмена веществ в организме, особое место занимают эндемические болезни (йодная недостаточность, зобная болезнь), важнейшими причинами которых считается дефицит или избыток некоторых микроэлементов в объектах биосферы. Эти болезни, как правило, носят массовый характер и обычно связаны с неблагоприятными изменениями биогеохимической обстановки в биогеоценозах. При недостатке йода в почве, воде и кормах снижается содержание его в организме, что влечет за собой снижение окислительных процессов, газообмена и ослабление обмена белков. Отрицательно сказывается на продуктивности, воспроизводительной способности, росте и развитии молодняка (Ковальский В.В., 1972; Дмитроченко А.П., 1972; Бинеев Р.Г. и др., 1985; Кандрор В.И., 1996; Ильина О.П., 2000; Оно-жеев А.А., 2000; Казьмин В.Д., 2002).

Поэтому, проблема эндемических болезней животных - проблема ветеринарно-экологическая (А.А.Эленшлегер, 1998).

Актуальность работы обусловлена тем, что в Республике Бурятия скотоводство является одним из важнейших направлений животноводства. От коров получают ценное сырье - мясо и молоко. Поскольку животные находятся на территории эндемичной по содержанию йода, нарушение его баланса в организме приводит не только к снижению продуктивности, но и к своеобразным заболеваниям, вызванным значительными изменениями в иммунном статусе, и наносят значительный ущерб хозяйствам. Практическая ветеринария до настоящего времени не имеет полностью научно обоснованной системы профилактики нарушений функций щитовидной железы, протекающих часто в субклинических формах. До конца не выработаны приемлемые в производственных условиях достоверные клинические показатели состояния щитовидной железы животных.

Цель исследований. Изучить состояние, динамику изменения белкового обмена у коров при йодной недостаточности в условиях ОПХ «Байкальское» Кабанского района Республики Бурятия и определить целесообразность использования различных методов ее коррекции.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить содержание йода в биогеоценозах данного хозяй-

ства и оценить его значение в развитии эндемического зоба.

2. Изучить морфофункциональное состояние щитовидных желез.

3. Изучить клинико-физиологический, биохимический статус при спонтанном и экспериментальном гипо- и гипертиреозе.

4. Провести сравнительный анализ степени влияния калия йоди-да и минеральной добавки «Цеовит» на физиологическое состояние коров.

Научная новизна. Установлено пониженное содержание йода в биологических объектах ОПХ «Байкальское» Кабанского района Республики Бурятия. Выявлена связь между недостатком в них йода и развитием эндемического зоба.

При экспериментальном гипер- и гипотиреозе у крупного рогатого скота установлены изменения клинического статуса, йодного, белкового и азотистого обменов.

Применение калия йодида и цеолита повышает функциональную активность щитовидной железы и уровень белкового обмена.

Подкормка животных калием йодидом и цеолитом положительно влияет на физиологическое состояние коров, обменные процессы, на молочную продуктивность.

Установлены оптимальные дозы йода в рационах коров симментальской породы австрийской селекции для профилактически эндемического зоба.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные результаты исследований, существенно дополняют и расширяют имеющиеся сведения: по этиологии, патогенезу, диагностике и профилактике йодной недостаточности, по морфологии щитовидной железы крупного рогатого скота и могут быть рекомендованы:

- при написании соответствующих разделов справочной и учебной литературы по видовой и сравнительной морфологии

- в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабора-торно-практических занятий со студентами факультета ветеринарной медицины, технологического и биологического факультетов высших учебных заведений.

- при выяснении вопросов этиологии и патогенеза болезней эндокринной системы и обмена веществ.

- в НИИ, изучающих видовые особенности эндокринной системы животных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Природно-климатические особенности ОПХ «Байкальское», как фактор возникновения йодной недостаточности у животных.

2. Морфофункциональная характеристика щитовидной железы коров.

3. Кпинико-морфологический, йодный и биохимический статус при спонтанном и экспериментальном гипо- и гипертиреозе.

4. Влияние калия йодида и «цеовита» на организм коров при йодной недостаточности.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены: на международной конференции «Возрастная физиология и патология сельскохозяйственных животных», посвященной 90-летию профессора В.Р.Филиппова (Улан-Удэ, 2003), Международной научно-практической конференции «Актуальные аспекты экологической, сравнительно-видовой, возрастной и экспериментальной морфологии» (Улан-Удэ, 2004), Международной конференции, посвященной 70-летию факультета ветеринарной медицины БГСХА (Улан-Удэ, 2005). На расширенном заседании кафедр «нормальной и патологической физиологии, фармакологии и токсикологии», «клинической диагностики и терапии животных» (Улан-Удэ, 2007).

Внедрение результатов исследования. Материалы исследований используются при чтении лекций и проведении практических занятий на факультете ветеринарной медицины БГСХА, на кафедре анатомии, физиологии и патофизиологии Иркутской государственной сельскохозяйственной академии, на кафедре анатомии и физиологии сельскохозяйственных животных Красноярского аграрного университета.

Публикации. Основные результаты научных исследований отражены в 7 печатных работах.

Объем диссертации. Диссертация изложена на 118 страницах компьютерного текста и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, собственные исследования, анализ полученных результатов, выводы, практические предложения.

Список литературы включает 176 источников, в том числе 25 иностранных авторов.

Работа иллюстрирована 25 таблицами и 5 рисунками.

2.СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Материал и методы исследований

Работа выполнялась в течение 2003-2006 годов на кафедрах нормальной и патологической физиологии, неорганической и аналитической химии, в научном Испытательном Лабораторном Центре ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р.Филиппова».

Исследование почвы, воды и кормов на содержание йода проводили ускоренным вариантом кинетического роданидно-нитритного метода в модификации Г.Ф.Проскуряковой (1973).

Клиническое исследование подопытных животных проводили по И.П.Кондрахину (1989).

Исследовали щитовидные железы 13 коров в возрасте 3-5 лет и 11 быков того же возраста симментальской породы. Щитовидные железы освобождали от жировой клетчатки, взвешивали. Длину, ширину, толщину ее долей, перешейка измеряли штангенциркулем. Для гистологических исследований брали кусочки щитовиднбй железы 1 см3, фиксировали 10% водным раствором нейтрального формалина и заключали в парафин. Срезы толщиной 5-7 мкм готовили на санном микротоме и окрашивали гематоксилин-эозином и по Ван-Гизон, по общепринятым методикам (Меркулов Г.А., 1969). Полученные гистологические препараты изучали под микроскопом МБИ-1, при различных увеличениях.

Для выявления функционального состояния щитовидной железы учитывали величину и форму фолликулов, высоту тиреоцитов, состояние коллоида (Автандилов Г.Г., 1973). Измерение диаметра фолликулов, высоты эпителиальных клеток проводили с помощью окулярмик-рометра МВО-1 -1 Ох. Общий белок сыворотки крови определяли рефрактометрическим методом по Рейсу (1971); белковые фракции сыворотки крови - экспресс-методом (по Олл-Маккорду) в модификации С.А.Карпюка (1982). Содержание йода и его фракций в сыворотке крови - роданидно-нитритным методом в модификации Г.Ф. Проскуряковой (1973), общего азота в сыворотке крови - колориметрическим методом по Н.М. Климову, А.Г.Малахову(1974).

Содержание гормонов тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3) определяли согласно методу иммуноферментного анализа (ИФА) с ис-

пользованием тест-систем «Т4— ИФА - БЕСТ - стрип» и «Т3- ИФА -БЕСТ - стрип», производства ЗАО «Вектор - БЕСТ» г. Новосибирск.

Определение в молоке жирности, плотности, COMO (количество сухого молочного остатка) проводили при помощи аппарата «Клевер 1М», СБЙ (связанный с белком йод) молока методом инверсионной вольтамперометрии на твердом вращающемся электроде, казеина -методом по П.Т. Лебедеву, А.Т. Усовича (1976).

Первая серия. Исследовали 108 Голов крупного рогатого скота симментальской породы, поступивших на мясокомбинат из хозяйств Джидинского, Закаменского, Селенгинского районов, входящих в зону йодной недостаточности. Из них выбрали 24 головы крупного рогатого скота симментальской породы в возрасте 3-5 лет для морфологического и гистологического исследования щитовидной железы, йодного, белкового, азотистого обменов.

Вторая серия. Экспериментальный опыт проводился с 1 по 28 октября 2005 г в СПК «60 лет Октября» Джидинского района Республики Бурятия совместно с Базаровой Д.Ц. По принципу аналогов были сформированы три группы клинически здоровых коров в возрасте 5 лет с массой 350-400 кг по пять в каждой.

Экспериментальный гипертиреоз у животных первой группы вызывали введением внутрь тиреоидина в количестве 20 таблеток в сутки, с содержанием в каждой таблетке 4,6 мг йода, а гипотиреоз -мерказолилом в дозе 1 г в сутки в течение 28 дней перед кормлением при помощи аппарата Малахова. Третья группа служила контролем.

Клинический статус во время проведения опыта определяли ежедневно. Биохимические показатели в сыворотке крови исследовали один раз в 7 дней.

Третья серия опытов проведена в ФГУПС ОПХ «Байкальское» Кабанского района Республики Бурятия, где исследованием почвы, воды и кормов установлено пониженное содержание йода.

По принципу аналогов были подобраны три группы по 10 коров. Первая опытная группа к основному рациону дополнительно получала комплексную подкормку, состоящую из 9мг калия йодида и природного цеолита Бадинского месторождения в дозе 200 граммов. Вторая группа - 200 г цеолита к основному рациону. Третья - служила контролем. Опыт проводился в зимне-стойловый период. За время опыта проводили клиническое обследование всех животных по обще-

принятой методике. Определяли количество гормонов тироксина и трийодтиронина, количество общего йода, белка и его фракций, азота, учитывали молочную продуктивность, в молоке определяли жирность, плотность, COMO (количество сухого органического молочного остатка), СБЙ (белково-связанный йод), казеин.

2.2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.2.1. Природно-климатические особенности ФГУПС ОПХ «Байкальское», как фактор возникновения йодной недостаточности

Нами были проведены исследования количественного содержания йода в почвах, воде, кормах хозяйства. Всего было исследовано 3 пробы почв, взятых на различных участках, 3 пробы воды - из речки Кабанья, протекающая на территории хозяйства, 4 пробы кормов из рациона крупного рогатого скота.

Полученные результаты представлены в таблице 1, из которой следует, что недостаток йода с незначительными колебаниями его показателей отмечается во всех его объектах.

Таблица 1 - Содержание йода в биологических объектах. (М±ш)

Биологические объекты Содержание йода

Почва, мг/кг п=3 0,4 6 ± 0,160

Вода, мкг/л п= 3 0,04 ± 0,002

Корма, мкг% п = 4 0,03 ± 0,003 • 1 0 4

В результате проведенных исследований установлено низкое содержание йода во всех биологических объектах на территории хозяйства.

Факторы, влияющие на недостаточное накапливание и распределение микроэлемента в почвенном покрове опытного хозяйства, следующие: 1) низкое содержание гумуса; 2) дерновоподзолистый тип почв, который при интенсивном нагревании и увлажнении не способствует накоплению в ней химического элемента.

Питьевая вода хозяйства обладает малым содержанием йода вследствие низкой минерализации.

Рацион животных опытного хозяйства обеспечена этим элемен-

том на уровне 10-20% от физиологических потребностей животных.

Все вышеперечисленное является причиной возникновения йодной недостаточности у коров, содержащихся на данной местности.

2.2.2. Морфологическая и гистологическая характеристика щитовидной железы крупного рогатого скота

Исследованные щитовидные железы состояли из двух боковых долей и соединяющего их соединительнотканного перешейка. Располагались позади гортани на первых кольцах трахеи. Имели плотноватую консистенцию, красновато-коричневого цвета. Поверхность разреза сочная, блестящая, рисунок дольчатого строения хорошо выражен.

Линейные измерения щитовидной железы крупного рогатого скота приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Линейные измерения щитовидной железы у коров и быков.

Показатели коровы быки

Длина, см правая 5,8 ±0,21 6,1 ±0,19

левая 5,9 ±0,24 6,1 ±0,20

Ширина, см правая 4,0 ±0,29 4,5 ±0,18

левая 4,2 ±0,15 4,6 ±0,21

Толщина, см правая 1,4 ±0,04 1,9 ±0,02

левая 1,5 ±0,06 1,9 ±0,03

Длина перешейка, см 7,5 ±0,33* 8,4 ±0,21

Ширина перешейка, см 1,6 ±0,11 2,4 ±0,51

Масса железы, г 30,5 ±14,93 31,8 ±2,44

Примечание. Достоверно к длине перешейка быка *Р<0,05.

Из 24 исследованных щитовидных желез нами установлено, что только 8 из них не имели морфологических изменений, а у 16 — отмечали макроизменения. При этом наибольшая длина щитовидной железы составляет 8,0 см, ширина, толщина соответственно - 6,8; 2,7 сантиметров. У быков симментальской породы линейные показатели были немного выше, чем у коров того же возраста. Масса щитовидной железы у быков была на 1,25 г. больше, по сравнению с массой щито-

видной железы коров. Нами установлено, что в условиях Джидинско-го района у крупного рогатого скота симментальской породы относительно одного и того же возраста наблюдалась большая вариабельность массы щитовидной железы. Крайние варианты 21,7 и 45,7 граммов.

Анализируя результаты и, исходя общепринятых для нормально функционирующих желез показателей (длина долей 6-7 см, абсолютная масса железы в пределах 20-26 г и относительная - не более 7,0 г на 100 кг массы, Замарин Л.Г. 1965), мы пришли к выводу, что среди исследованного нами материала 75 % крупного рогатого скота имели зобноизмененные железы. Их относительная масса превышала 7,0 г и колебалась от 7,81 до 15,54 г, составляя в среднем 9,96±0,67 г. при этом их абсолютная масса желез варьировала от 26,2 до 45,7 г, в среднем составляла 33,41±3,85 г.

Нормально функционирующая щитовидная железа диагностирована у 25 % исследованных животных, средняя их масса составила 6,92 г. Абсолютная масса этих желез колебалась в пределах 21,7 до 28,6 г, составляя в среднем 24,18 г.

Д/н фактор у животных с нормальным функционированием органа равен 2,4±0,026. у животных с пониженной секрецией -3,8±0,09.

У животных с нормальным функционированием щитовидные железы фолликулы в основном были округлой, намного реже - овальной формы, диаметр их колебался от 187,1±8,9 до 211,1±0,45 мкм. При сниженной функции щитовидной железы фолликулы были растянуты и увеличены в размерах, диаметр их варьировал от 206,6± 1,09 до 224,4±0,69 мкм. Выстилающий их эпителий в основном имел плоскую, вытянутую форму. Высота его колебалась от 3,4±0,23 до 6,8±0,25 мкм. Исходя из полученных результатов, нами сделан вывод, что в соответствии с д/н фактором щитовидные железы у 13 животных (54,17 %) находились в нормальном функциональном состоянии. В то же время, щитовидные железы 11 животных (45,83 %) характеризовались гипофункцией.

Эти данные можно использовать при послеубойной диагностике йодной недостаточности у крупного рогатого скота в условиях республики Бурятия.

2.2.3. Экспериментальный гипер- и гипотиреоз крупного рогатого скота

При экспериментальном гипертиреозе у крупного рогатого скота нами отмечено изменение клинического статуса животных. Оно проявлялось тахикардией, повышением температуры тела и ослаблением силы и частоты сокращения рубца. У отдельных коров признаки ги-пертиреоза отмечались в более ранние сроки и протекали тяжелее. На 18-й день опыта в фекалиях подопытных животных обнаруживали примесь крови, а на 25-й день - слизь.

При экспериментальном гипертиреозе у крупного рогатого скота содержание общего йода в сыворотке крови животных, составляла 986,7±3,14 нмоль/л (табл.3) после введения тиреоидина имеет тенденцию к нарастанию и на протяжении всего опыта находилось выше, чем у животных контрольной группы, достоверное увеличение до 977,0±0,59 нмоль/л отмечали на 21-й день опыта (Р<0,001) и в конце опыта-1269,7±9,61 нмоль/л (Р<0,001). При экспериментальном гипертиреозе с начала дачи препарата содержание общего йода в сыворотке крови имеет тенденцию к повышению и до конца опыта показатели выше, чем у животных контрольной группы.

У животных, получавших тиреоидин, по сравнению с животными, получавшими мерказолил, достоверное различие в содержании общего йода отмечено с 7 дня (Р<0,001) и до конца опыта (Р<0,001) (таблица 3). Из приведенной таблицы видно, что изменение общего йода зависит от содержания белковосвязанного йода в сыворотке крови животных. У животных, получавших тиреоидин, содержание белковосвязанного йода - выше, чем у животных контрольной группы (Р<0,001). Достоверное увеличение отмечали с 7 дня (646,3± 1,22 нмоль/ л, Р<0,05) и достоверная разница удерживалась до конца опыта (Р<0,05; Р<0,001).

У животных, получавших мерказолил, содержание белковосвязанного йода в сыворотке крови снижалось, при этом показатели были ниже, чем у животных контрольной группы на протяжении всего периода опыта. При введении тиреоидина содержание СБЙ в сыворотке крови животных возрастает, а при пониженной функции щитовидной железы, вызванной введением мерказолила, снижается. Различие в этих изменениях отмечали на 14-й день, на 21-й день и в конце опыта (Р<0,001).

Таблица 3 - Содержание йода и его фракций в сыворотке крови коров при экспериментальном гипер- и гипотиреозе в нмоль/л (М±ш; п=5)