Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика структурных и морфометрических показателей костей скелета коров в первые пять месяцев беременности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Динамика структурных и морфометрических показателей костей скелета коров в первые пять месяцев беременности"

РГб ОЙ На правах рукописи

о

-> С.

К л ю к в и н а Елена Юрьевна

ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА КОРОВ В ПЕРВЫЕ ПЯТЬ МЕСЯЦЕВ БЕРЕМЕННОСТИ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа - 1998

Работа выполнена в Оренбургском государственно! аграрном университете

Научный руководитель - доктор биологических наук,

профессор А. А. Самотаев

Официальные оппоненты: - доктор медицинских наук,

профессор заслуженный деятель науки РБ В.Ш. Вагапова

- кандидат биологических наук, доцент Р.Х. Авзалов

Ведущее учреждение - Казанская государственная академи ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана.

Защита диссертации состоится 3 июля 1998 г. в 11м часо на заседании диссертационного совета К 120.87.0: в Башкирском государственном аграрном университет по адресу: 450001, г. Уфа, ул. 50 лет Октября, 34

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан 3 июня 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ФЛ. Каримов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Достижением последних лет, в изучении механизмов изнедеятельности костей скелета человека и животных, явилось понимание )го, что структуры костной ткани подвержены хронобиологическим изменениям Ihcoh X. А., Дзенис В. В., Татаринов А. М., 1990; Самотаев А. А., 1993, 1997). звестно, что основой многих циклических процессов, протекающих в эганизме, являются суточные ритмы (Гущин П.Я., 1986, 1988, 1998; Тандуева . Т., 1985; Степанова С.И., 1986).

Многочисленные морфометрические, биофизические и биохимические следования костной ткани (Тарушкин О. В., 1965; Дубров Э. Я., 1974; Саулгозис ).Ж., 1984; Крюков В.И., 1986; Слесаренко H.A., 1986; Хрусталева И.В., риштофорова Б.В., 1987; Тимошенко О.П., Кладченко J1.A., Клюева Г.Ф., 1987 др.) не раскрывают ее соотносительных морфометрических и структурных эеобразований, поскольку выполнялись зачастую не зависимо друг от друга и ;з учета суточной динамики.

Исследование этих особенностей у коров в разные периоды развития плода эзволило бы выявить, на наш взгляд, новые закономерности в структурно-зостранственных взаимоотношениях между параметрами кости, а также ^работать и предложить производству более эффективную и простую методику ;спресс - диагностики субклинических нарушений минерального обмена у элочных коров. Несмотря на апробированные методы рентгенофотометрии Гвановский С. А., 1974) и ультразвуковой остеометрии (Самотаев А. А., 1990) >актика воспроизводства в скотоводстве продолжает испытывать значительные »удности в диагностике нарушений минерального обмена.

Учитывая вышеизложенное, принимая во внимание общебиологический закон (инства функции и структуры органа (Автандилов Г. Г., 1990), данные о :аимосвязи ультразвуковых и рентгенографических изменений тела 5-го юстового позвонка (Самотаев А. А., Паршина Т. Ю, 1994), предполагаем о »исутствии согласованных суточных структурных и морфометрических сдвигов скелете коров в первые пять месяцев беременности.

Цель исследования - разработать и обосновать методику совместного ¡пользования морфо- и физиометрических измерений костей для выявления кономерных изменений структур костной ткани коров в первые пять месяцев :ременности.

Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:

1. Определить суточную динамику скорости ультразвука в трех различных типах стей скелета коров в первые пять месяцев беременности.

2. Изучить суточную динамику морфометрических показателей костей |»лежащих тканей у коров в избранные сроки беременности коров.

3. Выявить суточные ритмы и их ультрадианные составляющие ряда компонентов [воротки крови, характеризующих состояние минерального обмена у коров первых ти месяцев беременности.

4. Оценить уровень взаимосвязи морфометрических и ультразвуковых показателей стей скелета, минеральных компонентов крови коров в указанные сроки ременности.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые изучены суточные 1тмы, их ультрадианные составляющие морфометрических показателей костей елета и прилежащих тканей у коров в первые пять месяцев беременности.

Получены приоритетные данные суточных ритмов, их ультрадианнь составляющих скорости ультразвука в трех различных типах костей скелета кор< в первые пять месяцев беременности.

Получены достоверные сведения о коррелятивной изменчивое! морфометрических показателей и скорости ультразвука в костях, а также ypoei минеральных компонентов в сыворотке крови коров в первую половш беременности.

Впервые разработаны математические модели динамики скорости ультразвук на основе морфометрических параметров костей скелета коров в первые пя месяцев беременности.

Установлены особенности резистентности ремоделяции у разных типов кост< при воздействии на организм молочных коров десинхронизирующего фактора беременности.

Практическая значимость состоит в том, что разработаны тест морфометрических параметров тела 5-го хвостового позвонка и пясти коров i протяжении первых пяти месяцев беременности; предложены математичесю модели, позволяющие определять скорость ультразвука в костях скелета коро через их морфометрические параметры; раскрываются закономерное! структурных и морфометрических изменений у коров в связи с развивающей! беременностью.

Апробация. Материалы диссертации обсуждены и одобрены на научн практических конференциях молодых ученых и специалистов Уральского peraoi (1995-1996 гг.), региональной конференции молодых ученых и специалист« ( Оренбург, 1997), 19-ой научной конференции студентов и аспирантов "Медик биологическая техника" (Оренбург, 1997), итоговых научных конференци) факультета ветеринарной медицины Оренбургского ГАУ (1996 - 1997 гг. областной выставке научно-технического творчества молодежи (присво< диплом III степени) (Оренбург, 1997), областном конкурсе молодых ученых специалистов им. Сахарова (Оренбург, 1998 ), где работа получила диплом 1 степени.

Публикации. Основные научные результаты по теме диссертащ опубликованы в пяти печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 204 страниц! машинописного текста, иллюстрирована 65 рисунками и 86 таблицами, включа следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и метол исследования, результаты собственных исследования и их обсуждени заключение, выводы, практические предложения и список литератур) включающий 234 источников, в том числе 60 зарубежных авторов.

Основные положения выносимые на защиту: 1. Предложенная и обоснованная методика совместного применения скорое ультразвука и морфометрии тела 5-го хвостового позвонка и пясти у Kopi позволяет следить за изменениями функционального состояния костей пространственных взаимоотношениях. Результаты анализа морфометричесю параметров в двух и скорости ультразвука в трех костях у коров свидетельству! о различии не только между смешанными, плоскими изогнутыми и короткиf трубчатыми костями, но и одноименными элементами скелета коров различно физиологического состояния, а также о коррелятивной изменчивости меж, морфометрическими и ультразвуковыми показателями в костях. Выявле! зависимость ультразвуковых показателей от морфометрических параметр* костей коров в первые пять месяцев беременности.

2. Морфометрические и ультразвуковые показатели костей скелета коров на протяжении первых пяти месяцев беременности находятся преимущественно во взаимообратных корреляционных отношениях, что связано с накоплением и расходом аморфного фосфата костной тканью, в связи с запросами организма животного.

3.Динамика внешних (морфометрических) и структурных ( биофизических) характеристик элементов скелета коров на протяжении первых пяти месяцев беременности подвержена суточным колебаниям, что отражает цикличность ремоделирования и его фаз в костной ткани животного.

II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в АОЗТ "Овощевод" г. Оренбурга в 1996 г. на клинически здоровых коровах в течение первой половины беременности.

По результатам анализа зоотехнических и ветеринарных показателей делали вывод об общем состоянии стада.

Содержание коров. В опытных группах кормление животных проводили по нормам ВИЖа. В рационы входили корма, наиболее распространенные в зоне Оренбургской области: концентраты, житняковое и люцерновое сено, кукурузный силос, кормовая свекла. Обследуемые животные хозяйства обладали молочной продуктивностью 2500-3000 кг молока.

В летний период животные содержались на пастбище, зимой - в типовых коровниках на привязи. В дневное время они находились на карде , в зависимости от погодных условий до 2...5 часов. Для физиологических опытов животных отбирали по картотеке и журналам искусственного осеменения методом пар аналогов (Овсянников А.И., 1976). При формировании опытной группы животных учитывали происхождение, живую массу, возраст, клиническое и физиологическое их состояние. Опытная группа животных включала десять коров, черно-пестрой породы, 20-30 дней беременности и удоем не менее 8-10 кг в сутки. Всего с мая по октябрь 1996 г проведено 6 серий опытов, в которых выполнено 2592 морфометрических измерения, 972 определений скорости ультразвука и 560 биохимических исследований минеральных компонентов крови животных (табл. 2.1.).

Решение поставленных задач осуществляли с помощью ультразвуковой остеометрии (по методике Самотаева А. А., 1993), морфометрических и биохимических методов исследования. Каждую серию исследований проводили в течении 3-6 дней. Измерения параметров, отражающих биофизическое и морфометрическое состояние костей скелета, осуществляли выборочно, обследуя по одному случайному члену группы, через 2 часа, согласно методике Ф. И. Комарова (1989).

Морфометрии подвергались следующие параметры костей: длина, ширина, толщина, окружность тела позвонка; длина, толщина, ширина, окружность пясти. В качестве измерительных приборов использовали штангенциркуль и сантиметр с миллиметровыми делениями.

2.1.

Характеристика проведенных исследований костей скелета коров за шесть серий опытов

Объект всслелоышия (п количество исследований)

Бере- морфометфмческж параметры скорое» компонент

мен- пясть позвонок ультразвука крови №0

ность, ал ШЯ тол об ал ШЯ тол об пас рсб по Р Са Мв щ. ГО

дней мна ри иа щи на х> ат «на Р» на ни ва ха ат ть Р° эво нок ф.

23±3,6 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 882

ИТОГО 2» 288 216 90

41±1.4,7 36 36 36 36 36 36 | 36 36 36 36 36 - | . | 10 | 10 416

ИТОГО 144 144 108 20

64±5,4 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 30 30 30 30 516

ИТОГО 144 144 108 120

11616,3 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 30 30 | 30 • 486

ИТОГО 144 144 108 90

1ЭЗ±6,8 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 30 | 30 30 30 912

итого 288 28« 216 120

15717,5 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 912

ИТОГО 288 288 216 120

Всего 2592 972 560 4114

Длину, ширину, толщину тела 5-го хвостового позвонка , а также толщину ширину третьей и четвертой пястных костей измеряли штангенциркулем окружность позвонка, длину и окружность пясти - сантиметром. Использование штангенциркуля позволяет делать измерения с точностью до 0.01 см, сантиметр: до 0.1 см. Перед измерением тщательно выстригали шерстный покров вокру! пятого хвостового позвонка и пясти на всем их протяжении.

С помощью набора специальных реактивов (фирма Ьахеша), определял} содержание общего кальция, общего магния, неорганического фосфора у щелочной фосфатазы в сыворотке крови - фотокалориметрически .

Полученные статистические данные обрабатывались на персонально\ компьютере 1ВМ-586 с использованием программ "81а1§гаГ, "Стат-эксперт" I "Косинор-анализ".

III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ полученных данных показывает, что распределения результате! скорости ультразвука, морфометрии костей и биохимических показателе} сыворотки крови коров за первые пять месяцев беременности близки ( нормальному и следовательно могут обрабатываться параметрически

Установлено, что за исследуемый период скорость ультразвука в пястно? кости составила 2924 ± 9.0 м/с, в середине ребра - 2592 ± 16.2 м/с, в теле позвонкг

- 2158 ±0.06 м/с. При этом, длина тела позвонка составила 5.31± 0.024 см, ширине

- 4.12 ± 0.024 см, толщина - 3.86 ± 0.031 см и обхват - 14.0 ± 0.065 см Морфометрические параметры пястной кости составили: длина - 19.5 ± 0.10 см ширина - 4.35 ± 0.018 см, толщина - 6.08±0.017 см и обхват - 17.9 ± 0.12 см.

Оценка динамики ультразвуковых, морфометрических показателей косте* скелета и биохимических компонентов сыворотки крови коров свидетельствует о их суточных изменениях во все периоды исследования! (рис1а,б,в)

3.1. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета и биохимия сыворотки крови коров в первый месяц беременности В первый месяц беременности в костях коров достоверно увеличивается скорость ультразвука, а морфометрические параметры костей уменьшаются и особенно длина пястной кости (рис.2а,За,4а). Считаем, что это обусловлено резорбцией костей и выходом в кровь лабильного кальция. Подтверждением тому являются динамические показатели и линейные тенденции изучаемых параметров. В частности, для скорости ультразвука они положительны. Наибольший прирост морфометрических показателей отмечается в теле позвонка. Для морфометрических параметров обозначенные тенденции чаще отрицательны, высоки ее показатели для толщины позвонка.

Соотносительный анализ показывает, что более значительно уменьшается длина и обхват позвонка, тогда как его толщина увеличивается. В пястной кости при уменьшении ее толщины, обхвата и ширины, длина кости увеличивается. В то же время интенсивность резорбции в теле позвонка оказывается достоверно выше, чем в пясткой кости.

Установлено, что для скорости ультразвука в пястной кости критерий точности рассчитанной модели составляет 77,4%, при пяти членах уравнения параметров морфометрии; для скорости ультразвука в ребре - 78,8%, при семи членах уравнения; для скорости ультразвука в теле позвонка - 80,4%, при трех членах уравнения.

Изменения биохимических компонентов сыворотки крови коров в этот период беременности показывают существенное снижение неорганического фосфора, приближают к уровню значимости повышение общего кальция и недостоверно -щелочной фосфатазы. При этом вариабельность показателей фосфора оказалась более значительной, а для кальция и щелочной фосфатазы, наоборот, она снижена. Все это свидетельствует о вероятных процессах вымывания аморфного фосфата кальция из костей в кровь.

Исследования скорости ультразвука и морфометрических параметров костей скелета коров показывают, что в первый месяц беременности косинор-анализ во всех костях скелета выявляет суточный ритм, его акрофазы приходятся на вечер - ночь (19.42 - 02.48 ч). Во всех костях выявлены значимые ультрадианные составляющие с периодами 12 и 8 ч, а в теле позвонка и 6 -часовой ритм. Вклад их амплитуд в мезор значительно ниже суточной амплитуды. В связи с этим считаем, что процесс резорбции начинается в плоских костях, затем последовательно - в смешанных и трубчатых. Наиболее продолжительная по времени резорбция наблюдается в ребре, короткая - в теле позвонка. Вымывание аморфного фосфата интенсивнее всего протекает в теле позвонка - 5.0%, минимально в пясти - 2.9%.

Косинор-анализ для всех морфометрических параметров пясти позволяет установить суточный ритм (15.24 =>8.18 ч). Исходя из его акрофаз, процесс 'сжатия" пясти начинается с ширины кости, затем происходит ее "удлинение" и меле чего кость уменьшается по толщине и по обхвату. Вклад амплитуд в мезор [т.е. наиболее значительный процесс изменения) наибольший у длины кости -Ю.8%, минимальный для ее ширины - 0.9%. У всех исследованных параметров зыявлены существенные ультрадианные составляющие с периодами 12 и 8 или 6 I, а для длины - все три.

Вклад амплитуд в мезор, при сравнении с суточной амплитудой, ниже дл длины и обхвата кости и выше для ширины и толщины. Несомненно, эт свидетельствует о том, что резорбция в кости по ширине и толщине протекае интенсивнее, чем по ее длине и обхвату.

Для всех морфометрических параметров тела позвонка , кроме его обхвате выявлен суточный ритм , акрофазы приходятся на время: 13.00 =>11.06 ч. Исход из этого, процесс резорбции, начинаясь со "сжатия" ширины, переходит на обхва-затем фиксируется по толщине (расширение) и заканчивается уменьшение! длины. При этом, резорбция кости интенсивнее протекает по обхвату, чем п остальным параметрам. У всех изученных параметров обнаружены существенны ультрадианные составляющие с периодом 12 и 8 или 6 ч, а для длины - все три

Вклад амплитуд в мезор, при сравнении с суточной амплитудой, ниже дл длины , ширины и толщины , но выше для обхвата. Несомненно, это може свидетельствовать о том, что резорбция в кости по обхвату протекае интенсивнее, чем по длине, ширине и толщине.

Обосновано предположение, что наличие ультрадианной ритмики може рассматриваться как прогностический критерий, характеризующий т обстоятельство, что данная тканевая система работает с определенны] напряжением (Сорокин А. А., 1981). Обращает на себя внимание также и то, чт биофизическая перестройка кости "сжата", а морфометрическая, наоборот "растянута" во временном отношении.

3.2. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета и биохимия сыворотки крови коров в 1.5. месяца беременности

К 1.5 месяцам беременности коров скорость ультразвука в костях существенн снижается, особенно в плоских и смешанных костях. В то же время большинств морфометрических параметров, кроме показателей длины, увеличиваютс (рис.2б, 36, 46). Более значимо это выражено в теле позвонке. По нашему мненш это обусловлено накоплением аморфного фосфата кальция, в первую очередь, смешанных костях.

Идентифицируемые параметры динамики скорости ультразвук свидетельствуют о нестабильности процессов накопления аморфного фосфат в костях коров в этот период беременности, а изменения соответствующи морфометрических показателей - о их согласованном увеличении, особенно смешанных костях. Складывается впечатление о более ранних изменения морфометрических параметров кости по сравнению с ее биофизическо структурой. Следует заметить, что отложение аморфного фосфата в костнуь ткань скелета коров этого периода беременности происходит, по-видимом} преимущественно по длине и ширине органа.

Критерий точности построенной модели скорости ультразвука в пястной косп практически не изменяется и составил 78.9 %, при этом для скорости ультразвук в ребре уменьшился до 57.4%, для скорости ультразвука в теле позвонка, наоборо повысился до 82.0%. При сопоставлении моделей предыдущей серии, отмечен уменьшение зависимых морфометрических параметров: для пясти - с пяти д одного, для ребра - с семи до пяти, для тела позвонка - с шести до трех.

Результаты определения минеральных компонентов в сыворотке кров показывают, что уровень кальция достоверно уменьшается, а щелочно фосфатазы несущественно повышается. Одновременно тенденци исследованных процессов, сопряженных с гистогенетическими перестройкам

костной ткани развивающегося плода, свидетельствует об увеличении концентрации в сыворотке крови кальция и снижении щелочной фосфатазы. Это заключение подтверждает, в свою очередь, наличие в костях скелета коров этого периода беременности фазы остеогенеза.

Суточный ритм скорости ультразвука выявлен только в теле позвонка коров. При этом исчезают и его ультрадианные составляющие. Несомненно это связано, с десинхронозом, обусловленного созданием запасов аморфного фосфата в плоских и трубчатых костях матери. Учитывая амплитуды суточного ритма, отметим, что фаза остеогенеза костной системы протекает по схеме: ребро - пясть - тело позвонка. Причем, структурная перестройка в пясти происходит интенсивнее.

Косинор-анализ морфометрических параметров пясти выявляет суточный ритм только для толщины и длины. Исходя из его акрофаз, считаем, что процесс расширения кости протекает по схеме: ширина - толщина - уменьшение длины -обхват. Вклад амплитуд наибольший у длины - 3.82%, минимальный у обхвата -1.13%. У всех параметров пясти обнаружены достоверные ультрадианные составляющие : с периодом 8 ч для ширины и толщины, 8 и 6 ч - длины и обхвата кости. Вклад амплитуд в мезор, в сравнении с таковой суточного ритма, ниже у всех параметров. Это свидетельствует о более активном остеогенезе по ширине, толщине и обхвату кости. Наличие 8 и б-часовой составляющих у морфометрических параметров, дает основание предполагать о меньшем воздействие десинхроноза на размеры кости, чем на ее структуру.

Косинор-анализ морфометрических параметров тела позвонка выявляет суточный ритм только для ширины кости. Временные сдвиги его параметров выглядят следующим образом: уменьшение длины - увеличение обхвата -уменьшение ширины - увеличение толщины. Вклад амплитуд суточного ритма самый значительный у толщины - 7.44% и минимальный для ширины - 5.1%. Во всех костях, кроме ширины, выявлены значимые ультрадианные составляющие с периодом 12 ч - длина, 8 и 6 ч - толщина и 6 ч - обхват. Они ниже суточной амплитуды у толщины и обхвата. На основании этого считаем, что остеогенез интенсивнее протекает по длине кости. И в этом случае, десинхронизирующие факторы оказывают большее влияние на морфометрические параметры кости, чем на ее биофизические свойства. Обращает на себя внимание и тот факт, что эиофизическая перестройка кости, как и в предыдущей серии, занимает узкий промежуток, а морфометрическая, особенно в пясти, растянута во времени.

3.3. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета и биохимия сыворотки крови коров в 2 месяца беременности

К 2-месячному периоду беременности, по сравнению с 1.5 месяцами эеременности, скорость ультразвука в костях коров существенно не изменяется 'рис.2в,3в,4в). Несомненно это свидетельствует о стабилизации в костях скелета коров процессов резорбции и остеогенеза. Это подтверждают и морфометрические параметры костей, которые в своей совокупности (кроме толщины позвонка - уменьшение; длина пясти - увеличение) изменяются не достоверно.

В то же время исследованные динамические процессы свидетельствуют об увеличении скорости ультразвука и преимущественном уменьшении морфометрических параметров костей, что является подготовкой структур костей к процессам резорбции.

1 4 7 10 13 16 10 26 ра8ро31 34 поз венок

3 2,5 2 1,5 1

0,5 О -0,5 -1 -1.5 -2

длта чидоа топщта об)ввг

Рис. 1а

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34

Рис. 16

4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34

Рис.1 В.

Рис.1. Суточные отклонения ультразвуковых и морфометрических показателей костей скелета коров от их уровней; а - скорости ультразвука, б -параметров позвонка, в - параметров пясти

Неоплодотво ренные коровы

-23 янл беременност

ребро

Рис.2 а.

длина имрина толи^на обхват

Рис.3 а.

длина цлрина толи^на обхват

Рис.4 а.

-23 дня беременност и

-41 день беременност

0

-2 % ^

-6 -8

ребро

длина дорина толокна обхват

Рис.3 б.

иирина толщина обжат

и

-64 дня беременное?

и f—

ребро позвонок

-10

Рис.2 в.

длина цирина толц*ша обхват

Рис.3 в.

длжа цирина толщма обжэт

Рис.4 в.

-64 дня беременност

- 116 дня беременност

О

% "2

-4 -6

-8

ребро

позвонок

Рис.2 г.

длина ширима топщжа обгоат

Рис.3 г.

о

%-з

длина цирина толика обхват

Рис.4 г

- 116 дней

беременност 0 У

и -1 /

%-2 /

-3

-133 дня -4 У

беременност -5 V

Д flfl "1 I"

ребро

Рис.2 д.

дшна цирина толика обхват

Рис.3 д.

длина цирина толицна обхват

Рис.4 д.

-133 дня беременност

-157 дней беременност ;

ребро

Рис.2 е.

длина иирина толокна обхват

Рис. 3 е.

длина иирина толиуна обхват

Рис. 4 е.

Рис. 2, 3, 4. Среднестатистические отклонения ультразвуковых и морфометрических показателей костей скелета коров : 2 а-е скорость ультразвука, 3 а -е параметры позвонка, 4 а-е параметры пясти.

Результаты корреляционного анализа между ультразвуковыми I морфометрическими параметрами, снижаясь по величине и существенности подтверждают гипотезу о падении активности ремоделирования и динамическоп равновесии процессов резорбции и остеогенеза.

Критерий точности построенной модели понижается для скорости ультразвук; в теле позвонка, изменяется число и вид зависимых морфометрически; параметров: для скорости ультразвука в пясти - увеличение с одного до двух 1 смена параметров, для скорости ультразвука в ребре - уменьшение с пяти до дву: и смена параметров, для скорости ультразвука в теле позвонка - уменьшение ( пяти до четырех.

Оценка биохимических компонентов сыворотки крови показывает, что к двун месяцам беременности достоверно повышается уровень кальция и снижаете; концентрация щелочной фосфатазы. Повышение содержания кальция можн( связать с улучшением степени его усвоения из пищеварительного тракта Подтверждает это и увеличение концентрации магния, на фоне падения други: компонентов крови.

Косинор-анализ выявляет достоверную значимость суточного ритма и ег< составляющих скорости ультразвука только в теле позвонка. Это свидетельству? о снижении влияния десинхронизирующего фактора на данную кость. В ребре 1 пясти, восстанавливается существенность 8-часовой составляющей, а в пясти остается достоверной 12-часовая составляющая. Надо полагать, что это являете: отражением продолжающихся процессов десинхроноза в структурах костей, особенно в плоских и трубчатых. Изменение биофизического состояния косте1 во времени остается прежним: ребро - пясть - позвонок. Причем наиболе значительны сдвиги показателей ритмов мы отмечаются для морфометрически. параметров пясти и тела позвонка.

Для компонентов сыворотки крови (кроме щелочной фосфатазы) обнаружен! присутствие суточных ритмов и значимых ультрадианных составляющих периодами 12 и 8 или 6 ч.

3.4. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета и биохимия сыворотки крови коров в четыре месяца беременности

К 4 месяцам беременности у коров, существенно изменяются тольк морфометрические параметры тела позвонка (рис.2г, Зг, 4г). При это! увеличивается его длина, а остальные параметры - уменьшаются и более всег ширина. Скорость ультразвука в теле позвонка недостоверно уменьшается Морфометрические параметры пясти также снижаются, а скорость ультразвук недостоверно повышается. Снижение параметров морфометрии вероятн свидетельствует о подготовке смешанных и трубчатых костей к резорбции.

Динамические показатели скорости ультразвука в костях, как —морфометрические параметры их (кроме длины позвонка) в период исследовани повышались. Связь скорости ультразвука с исследованными параметрами косте чаще отрицательна и несущественна, это подтверждает гипотезу о динамическо: равновесии процессов ремоделяции костей скелета коров, данного период беременности.

Критерий точности построенных моделей для всех костей, особенно дл скорости ультразвука в пясти снижается, изменяется число и вид зависимы морфометрических параметров. Так, для скорости ультразвука в пясти выражен только смена параметров, для скорости ультразвука в ребре увеличение с двух д трех, для скорости ультразвука в теле позвонка уменьшение параметров с четыре до трех.

Судя по результатам, концентрация кальция в сыворотке крови, существенно снижается, а магния увеличивается. Это наблюдение подтверждает нашу гипотезу о преимущественном накоплении аморфного фосфата в костях, при подготовке клеток и межклеточного матрикса костей к противоположному процессу - к резорбции. Об этом информирует и отрицательная динамика биохимических компонентов. Отметим и тот факт, что в сыворотке крови взаимосвязь минеральных элементов положительна, с высоким уровнем значимости, что свидетельствует о существенной зависимости их содержания в крови друг от друга.

Косинор-анализ регистрирует восстановление суточного ритма скорости ультразвука в пясти. Остается значимой 8-часовая ультрадианная составляющая. В ребре при этом не обнаруживается существенных ритмов. В теле позвонка восстанавливается 8-часовая составляющая. Безусловно это свидетельствует о продолжающемся десинхронозе структуры костей и переносе его "активности" в плоские кости. Изменение биофизического состояния костей во времени протекает по схеме: ребро - пясть - тело позвонка.

Не выявлен суточный ритм для морфометрических параметров пясти. Для данных структур обнаруживаются только достоверные ультрадианные составляющие. Анализ последних, в сравнении с предыдущей серией опытов, свидетельствует о затухании десинхроноза для морфометрических параметров. Схема изменения временного состояния параметров пясти выглядит следующим образом: ширина - длина - толщина - обхват.

Суточный ритм для параметров позвонка не обнаружен. В сравнении с предыдущей серией, отмечена замена низкочастотных составляющих на высокочастотные и в первую очередь - для длины и обхвата кости. Несомненно это указывает на активное воздействие десинхронизирующих факторов (сезон года, климатические условия, беременность) на смешанные кости скелета животных. Согласно временной динамике параметры кости изменяются по схеме: ширина - обхват - толщина - длина.

Косинор-анализ у биохимических показателей сыворотки крови, кроме фосфора, выявил суточный ритм. У всех компонентов обнаружены значимые ультрадианные составляющие с периодами 12 и 6 или 8 ч, а для магния все три. Их акрофазы, при уменьшении периода, смещаются по часовой стрелке. Вклад амплитуд 12 - часовой составляющей в мезор выше, чем у суточного ритма. Это связано, по нашему мнению, с повышением обменной активности компонентов крови.

При этом, с увеличением срока беременности, для ритмов кальция и магния наблюдается снижение влияния десинхронизирующих факторов, тогда как, у фосфора имеет место увеличение такового.

3.5. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета и биохимия сыворотки крови коров в 4.5 месяца беременности

К 4.5 месяцу беременности животных скорость ультразвука во всех костях недостоверно снижается. Одновременно морфометрические параметры, кроме длины пясти, недостоверно увеличиваются (рис.2д,3д,4д). Вероятно это свидетельствует, во - первых о низком уровне процессов ремоделирования, а во-вторых о превалировании процессов остеогенеза над резорбцией костной ткани. На фоне интенсивного процесса остеогенеза в трубчатых и плоских костях, в смешанных- превалирует резорбция.

С морфометрическими параметрами пясти скорость ультразвука коррелирует только отрицательно, т.е. в пясти процессы остеогенеза превалируют нал процессами резорбции. В теле позвонка только длина взаимосвязана со скоростью ультразвука отрицательно, тогда как, толщина, ширина и обхват кости коррелирует чаще положительно. Как правило, отрицательные связи существенны, что свидетельствует о смене направления в процессах ремоделирования у данной кости, что подтверждают и уровни минеральных компонентов в сыворотке крови коров. Так, изменение кальция (повышение) и фосфора (уменьшение) оказалось недостоверным. В то же время динамические показатели, их линейные тенденции, указывают на увеличение концентрации веществ в сыворотке крови.

Критерий точности рассчитанных моделей для скорости ультразвука в пясти повышается, как и число зависимых морфометрических параметров до трех; для скорости ультразвука в ребре точность и число членов уравнения снижается; для скорости ультразвука в теле позвонка критерий точности увеличивается, а число зависимых параметров, наоборот, уменьшается до одного.

Косинор-анализ регистрирует наличие достоверного суточного ритма в пястной кости, ребре, а также восстановление ультрадианных составляющих во всех костях, что свидетельствует о снижении уровня десинхроноза в структурах костей скелета коров. Судя по акрофазам изменение биофизического состояния костей во времени, происходит по схеме: тело позвонка - пясть - ребро.

В то же время, морфометрические параметры пясти продолжают испытывать значительное десинхронизирующее влияние факторов. В частности, суточный ритм обнаружен только в ширине кости, при потере значимости 12-часовой ультрадианной составляющей Для толщины 8-часовая составляющая становится несущественной, в то же время значима 6- и 12-часовая составляющие. У длины исчезает 8- и 6-часовые составляющие, остается достоверной 12-часовой ритм. В обхвате, как и в предыдущую серию опытов, не выявляется значимых ритмов. Изменение параметров пясти во времени протекает по следующей схеме: ширина - толщина - длина - обхват.

При этом, отмечено снижение влияния десинхроноза на смешанные кости. Свидетельством этого является восстановление суточного ритма и его большинства ультрадианных составляющих. Изменение параметров позвонка во времени протекает по следующей схеме: ширина - толщина - обхват -длина тела.

Косинор-анализ биохимических компонентов крови коров также свидетельствует о снижении уровня десинхронизирующих факторов, что доказывается восстановлением суточного ритма у фосфора, уменьшением амплитуды большинства ритмов и сужением границ доверительного интервала акрофаз.

3.6. Ультразвуковые, морфометрические показатели костей скелета ----------------и биохимия сыворотки крови коров в 5.5 месяцев беременности

На фоне несущественного снижения (кроме ребра) скорости ультразвука, морфометрические параметры недостоверно увеличиваются (рис.2е, Зе, 4е). Вариабельность результатов изменяется, и в основном, противоположно. Это свидетельствует о незначительном превалировании процессов остеогенеза в костях над резорбцией.

Судя по динамическим характеристикам, между скоростью ультразвука и морфометрическими параметрами нет согласованности в изменениях. На наш взгляд, это объясняется снижением влияния десинхронизирующих факторов, обусловленного развитием плода и получением большей "свободы" для характеристик костной ткани.

С морфометрическими параметрами пясти скорость ультразвука коррелирует в основном отрицательно. С параметрами позвонка скорость ультразвука коррелирует менее значимо и в основном отрицательно, в первую очередь, с шириной и длиной, обхватом. Характерно, как и в других случаях, при наличии положительной связи (толщина кости), она недостоверна.

Установлено, что концентрация минеральных веществ в крови, кроме фосфора, достоверно увеличивается. Одновременно, динамика показателей подвержена колебаниям с тенденцией снижения концентрации кальция и магния. Уровень фосфора и щелочной фосфатазы, наоборот, увеличивается, с превалированием абсолютного прироста у щелочной фосфатазы. Наибольший коэффициент регрессии отмечается у магния, минимальный - у кальция.

Критерий точности регрессионных моделей скорости ультразвука в пясти практически не изменяется, а число зависимых морфометрических параметров снижается до одного. Для скорости ультразвука в ребре критерий точности повышается до 67.1%, а число членов уравнения снижается до двух. Для скорости звука в теле позвонка критерий точности не изменяется, а число зависимых параметров повышается до трех.

Косинор - анализ регистрирует сохранение суточного ритма скорости ультразвука во всех костях и большинства его ультрадианных составляющих. При этом изменяются амплитуды, акрофазы и их доверительные интервалы. Судя по акрофазе суточного ритма, схема изменения биофизической активности костей следующая: тело позвонка - пястная кость - ребро. То же отмечается и в отношении морфометрических параметров костей. Несомненно это свидетельствует о продолжающемся снижении воздействия стресс - факторов на биофизические структуры и морфометрические параметры костей скелета коров. Временные изменения параметров пястной кости и тела позвонка выглядят следующими : ширина - обхват - толщина - длина.

Снижение уровня воздействия десинхронизирующих факторов наблюдали и при анализе биохимических компонентов крови. Схема изменения акрофаз суточного ритма компонентов выглядит следующим образом: щелочная фосфатаза - магний - кальций - фосфор.

При анализе изменения значимых связей, их направленности (прямая или отрицательная), присутствия существенных суточных ритмов и их ультрадианных составляющих было установлено, что первый и четвертый показатели минимальны (38.2 и 27.3%) в два месяца беременности, а второй и третий - в четыре месяца (- 18.0 и 7.7%).

Итак, приведенные факты свидетельствуют о том, что в период 2-4 месяца беременности организм коров, и в частности его костная система, испытывает десинхронизирующее воздействие напряжения, обусловленное завершением развития плаценты и сезонно-климатических факторов.

1У. ВЫВОДЫ

1. Морфометрические параметры, отражая изменения минерального компонента в пространственных взаимоотношениях структур кости, достоверно регистрируют физиологические изменения организма животных и могут быть использованы в качестве дополнительного экспресс-метода при оценки состояния скелета у коров.

2. Суточный ритм ультразвуковых, морфометрических показателей косте] скелета и биохимических компонентов сыворотки крови коров в первые пят] месяцев беременности имеет хорошо выраженную полифазность, в вид| ультрадианных составляющих с периодами 12, 8 и 6 ч, что свидетельствует < значительном напряжении в функционировании костной системы животных этоп физиологического состояния.

3. Амплитуды суточных ритмов и их ультрадианные составляющие, отражаю-интенсивность обмена костной ткани коров первой половины беременности. Е пясти их вклад в уровень составил 1.8 - 6.3, ребре 1.6 - 4.3, теле позвонка 0.9 8.5%. Для ширины пястной кости - 1.1-3.9, толщины - 0.8 - 5.4, длины - 3.3 - 16.-и обхвата - 2.3 -5.7%. Для ширины тела позвонка - 2.6 - 11.0, толщины 3.9 - 41.2 длины - 4.8 -29.9, обхвата 1.8 - 8.0%.

4. Развитие плода влияет на суточные колебания биофизически) и морфометрических параметров костей скелета коров. В первый меся1 беременности, по данным скорости ультразвука, вклад амплитуд в уровень ритм; составил 4.3-8.5, а для морфометрических параметров пясти - 3.9 - 16.2 и тел; позвонка - 2.1- 41.2%. При 1.5-месячной беременности соответственно: 1.8 2.6, 1.6 - 5.5 и 1.8 - 7.2%; при 2-месячной беременности: 1.6-6.9, 0.8-3.3 и 6.0 8.0%; при 4-месячной беременности: 0.9 -2.7, 2.1-7.2 и 3.7- 4.8%; при 4.5 месячной беременности: 2.0-3.2, 1.1-3.1 и 6.6-11.8%; при 5-месячно1 беременности: 2.6-4.2, 1.6-14.5 и 5.2-9.6%.

5. На протяжении первых трех месяцев беременности в измеряемых параметра; костей скелета коров неуклонно снижается количество суточных ритмов и ег< ультрадианных составляющих, а также уровень существенных и отрицательны) взаимосвязей между биофизическими и морфометрическими показателям! костной ткани. В последующем происходит их постепенное восстановление Вследствие гомеостаза, этих закономерностей в суточной динамике минеральны) компонентов крови у животных не обнаруживается.

6. Суточная динамика скорости ультразвука в костной ткани на протяжен«! первых пяти месяцев беременности коров моделируется, на основ« морфометрических измерений параметров тела позвонка и пясти, через линейнук множественную регрессию. Критерий точности рассчитанных уравненш колеблется от 43 до 82%. Он наиболее высок для скорости звука в трубчатых I смешанных костях.

7. Информативность суточных ритмов и их ультрадианных составляющих дл) ультразвуковой остеометрии и морфометрии костей скелета коров в первые пят! месяцев беременности значительно выше динамических и тем более средни) величин оцениваемых параметров организма животных

У. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1 г Установленные параметры тела 5-го хвостового позвонка и пястной кост! коров в течении первых пяти месяцев беременности могут быть использовань как нормативные при диспансеризации животных.

2. Установленные математические модели по определению скорости звука I костях, построенные на основе морфометрических параметров пясти и тел; позвонка рекомендуем использовать в качестве прогноза субклиническоп состояния организма коров, при нарушениях минерального обмена.

3. В связи с тем, что с двух до четырех месяцев беременности организм коро] испытывает значительное воздействие десинхронизирующих факторов, ш допускать в этот период дополнительных нагрузок на организм матери.

YI. СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Клюквина Е.Ю., Самотаев A.A. Динамические изменения морфометрических параметров костей скелета коров различного физиологического состояния. // Актуальные вопросы сельскохозяйственного производства : Сб. науч. тр. / ОГАУ. - Оренбург, 1996. -С.77-79.

2. Самотаев A.A., Клюквина Е.Ю. Динамика морфометрических и ультразвуковых показателей скелета беременных лактирующих коров.//Актуальные вопросы ветеринарии/ Сб. науч. трудов/Оренбургский ГАУ. - Оренбург, 1997. - С.34-36.

3. Самотаев A.A., Клюквина Е.Ю. Взаимосвязь морфометрических и ультразвуковых показателей костей скелета беременных лактирующих коров. .//Актуальные вопросы ветеринарии/ Сб. науч. трудов/Оренбургский ГАУ. - Оренбург, 1997. -С.36-37.

4. Клюквина Е.Ю. Самотаев A.A. Взаимоотношения морфометрических, ультразвуковых и биохимических показателей костей скелета коров в пастбищный период. .//Актуальные вопросы ветеринарии/ Сб. науч. трудов/ Оренбургский ГАУ. - Оренбург, 1997. - С.37-39.

5. Новый простой способ экспресс - диагностики и прогнозирования состояния костной системы человека и животных./Дедушев C.B., Клюквина Е.Ю., Савинков A.B., Розанов В.И. Медико-биологическая техника: Материалы 19-й научной конференции студентов ОГУ. -Оренбург.- 1997.-С 5-6.

Б.Ю. Клюквина

ЛИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОСТЕЙ КОРОВ В ПЕРЫЕ ПЯТЬ МЕСЯЦЕВ БЕРЕМЕННОСТИ

Сдано в набор 21.04.98. Подписано в печать 25.05.98. Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,0. Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Заказ № 345. Тираж 100 экз.

Издательский Центр ОГАУ, лицензия ЛР № 020429 460795, г. Оренбург, ул. Челюскинцев, 18. Тел (3532) 77-61-43

Отпечатано в Издательском Центре ОГАУ