Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Гормональный статус и связывание гормонов эритроцитами у лактирующих коров

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Гормональный статус и связывание гормонов эритроцитами у лактирующих коров"

ГХ,

г-'

На правах рукописи

•у—

См

АНТОНОВ Андрей Владимирович

ГОРМОНАЛЬНЫЙ СТАТУС И СВЯЗЫВАНИЕ ГОРМОНОВ ЭРИТРОЦИТАМИ У ЛАКТИРУЮЩИХ КОРОВ

03.00.13

физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель — кандидат биологических наук В. А. Матвеев

Боровск 1997

Работа выполнена в лаборатории нейроэндокринной регуляции обмена веществ и продуктивности Всероссийского научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Научный руководитель — кандидат биологических наук

В. А. МАТВЕЕВ.

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор биологических наук, профессор А.А.АЛИЕВ;

доктор биологических наук, профессор Т. В. ИППОЛИТОВА.

Ведущее предприятие — Калужский филиал Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Защита состоится <30» . 1997 года

на заседании диссертационного Совета Д.020.17.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Адрес: 249020, г. Боровск Калужской обл., ВНИИФБиП с.-х. животных.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «3^>> ^С^^Р^С^ 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета,

канд. с.-х. наук Г. В. ДВОРЯНЧИКОВА

I. огцда ХАРАКТЕРИСТИКА РАЬОШ

Актуальность работы, эндокринная система играет ведущую роль в рефляции процессов метаболизма в организме «ивотных. Ьолее глубокое и комплексное исследование её у лактирующих коров необходимо для познания природы высокой коночной продуктивности и совершенствования системы питания, обеспечивающей'наиболее полную реализацию генетического потенциала продуктивности. Степень трансформации питательных веществ корыа в компоненты иолока и уровень молочной продуктивности коров в значительной стипини связаны с распределением субстратов м«-хд_у метаболическими потребностями полочной железы и .других органов. Однако регуляция этих процессов исследована ещё недостаточно.

Значение эндокринной системы в регуляции обиена веществ у лактируодих «ивогных показано многими исследователями. Наибольшее число публикаций посвящено изучению влияния отдельных гормонов на интенсивность процессов метаболизма и уровень молочной продуктивности жвачных животных, а также исследовании зависимости между концентрацией отдельных гормонов в плазме крови животных и показателями, характеризующими потребление, всасывание и использование питательных веществ корма у лактирующих коров (Клинский Ю.Д.,1974у Падучева Ал.,1979; Фоыичёв В.Д.,1974; Шамберев Ю.Н.,1975; Медведев И.К.,19ЬЗ; Цопко В.В., Соловьёва Т.Л., Осенев А.В.,1983; Овча-ренко Э.В.,198б; Радченков В.Л. и др.,1991

Л^&сЛяг^ъЛ, ^ 1985; ^и/уЯ^ъеСу., ^7;

{ РъъЛС*^ 1967; Ле^ь^^., 1991).

В то же время концентрация гормона в плазие крови не всегда отражает в полной мере все стороны функционирования эндокринной системы (биосинтез гормона, поступление его в кровь, связывание с плаз-

минными бслкаши и форменными элементами, транспорт и распределение ыезду отдельными органами и тканями, взаимодействие с рецептором и реализация биологического действия внутри клетки-мишени). Каждый из элементов этой системы моясит оказывать влияние на проявление биологического действия горыойагв органах и тканях и, в свою очередь, быть регулируемым звеном в общей системе управления метаболизмом. Исследований в этом направлении, выполненных на лактирующих животных, весьма мало.

Установлено, что некоторые белки плазмы крови и эритроциты способны связывать различные гормоны и участвуют в их депонировании и транспорте J. ., 19Ь6; £t 1966;

$ . ,I9b9). Показано, что на мембране эритроцитов человека имеются рецепторы, обладающие высоким сродством и специфичностью к связыванию инсулина

Существует ряд взаимоисключающих гипотез, объясняющих биологическую роль связывания гормонов с бедками крови и эритроцитами. По одним, за счет связывания гормона происходит нейтрализация его биологического влияния на органы и ткани, lio другим - предполагается, что взаимодействие свободного и связанного гормона с рецептором в клетках-мишенях разных органов неодинаково. Возможно, что в результате этого достигается "адресная" доставка гормона в отдельные органы и ткани и, соответственно, изменение в них интенсивности и направленности процессов метаболизма. Большинство исследований по данной проблеме посвящено изучению связывания гормонов белками плазмы и эритроцитами у человека и лабораторных животных. Работ, касающихся этих вопросов у лактирующих жвачных животных, крайне мало.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение функционального состояния инсулярного аппарата, щитовидной железы и коры надпочечников у коров в первую половину лактации.

Задачи исследований:

1. Изучить реакцию эндокринных желёз на приём корма у коров

в первую половину лактации на рационах с разным уровнем концентратов.

2. Определить величину связывания инсулина, тироксина, три-йодтиронина и кортизола эритроцитами лактирующих коров.

3. Исследовать взаимосвязь между показателями связывания гормонов эритроцитами, обеспеченности метаболизма субстратами и уровнем молочной продуктивности коров в первую половину лактации.

4. Установить количество инсулина, выводимого с молоком у лактирующих коров на рационах с разным уровнем концентратов.

Научная новизна. Определён гормональный статус коров на рационах с разным соотношением концентрированных и объёмистых кормов. Впервые установлены уровни связывания инсулина, тироксина, трийод-тиронина и кортизола эритроцитами коров в первую половину лактации. Показано, что в период раздоя коров в условиях отрицательного баланса энергии и снижения живой массы происходит торможение функции инсулярного аппарата поджелудочной железы, не зависящее от уровня концентратов в рационе.

Научно-практическое значение работы. Лолученные данные существенно дополняют имеющиеся сведения о гормональном статусе, об эндокринной регуляции метаболизма и лактационной функции у коров и об участии эритроцитов в связывании гормонов. Результаты исследований могут быть использованы в научно-исследовательской работе для более объективной оценки физиологической адекватности системы питания лактирующих коров.

Апробация результатов исследований.

Материалы исследований доложены на:

-47-й научно-методической конференции молодых специалистов и аспирантов по проблемам интенсификации животноводства СДубровицы

Московской обл., 1994);

- всероссийской научно-производственной конференции "Гигиена, ветсанитария и экология животноводства" (Чебоксары, 1994);

- научной конференции "Физиология, биохимия и питание сельскохозяйственных животнихУ посвященной 70-яетию профессора А.Н. Ко-шарова (Дивово Рязанской обл., 199Ь);

- П Международной конференции "Актуальные проблемы биологии в животноводстве" (Боровск, 1995);

- заседании отдела регуляции метаболизма и продуктивности ВйМ^БиП с.-х. животных (Боровск, 1996).

Дубликация материалов. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, собственные исследования, заключение, выводы, практические предложения. Работа изложена на 141 странице машинописного текста, содержит 27 таблиц и 6 рисунков, список литературы включает 275 источников, в том числе 152 иностранный.

Положения, .выносимые на защиту.

I. Гормональный статус у коров в первую половину лактации на рационах с разным уровнем концентратов.

Z. Количественные показатели связывания инсулина, тироксина, трийодтиронина и кортизола эритроцитами лактирующих коров.

3. Зависимость концентрации инсулина, тироксина, трийодтиронина и кортизола в плазме крови от уровня их связывания эритроцитами, а^такке от состояния иетаболизма и продуктивности у лактиру-юдих коров.

4. Функция инсулярного аппарата поджелудочной железы как элемента системы регуляторных механизмов, обеспечивающих приоритетное распределение субстратов в организме лактируюцих коров.

2. МАГьРИШ И МЙНдо ЛоидцОБАШп

Работа является фрагментом комплексных исследований, выполненных совместно с сотрудниками лабораторий Би»М$Би;1 с.-х. животных: эндокринной регуляции обмена веществ и продуктивности, межуточного обмена, пицеэарения, белково-амлнокислотного питания, витаминного питания, минерального питания и энерхетического питания.

¿эксперимент проведён в условиях злаария института на 12-ти коровах-первотёлках холмогорской породы в период с 1-го по 5-й месяцы лактации. Содержание животных привязное, поение - из автопоилок, кормление - 3-разовое (в Ь, 14 и 20 часов), индивидуальное с ежедневным учётом пэедаемости кормов. Рационы составлены с учётом норм ¿АСХЬЛя (Калашников А.II. и др.ДУЫэ) и новых подходов, разрабатываемых в институте (Заболотнов Л.А.,1992). Коров доили в 5, 12 и IЬ часов и каждый раз измеряли величину удоя. В пробах молока, отбираемых еженедельно, определяли концентрации лактозы химическим методом ( Ре. I С'о^л 197а). В этих же пробах сотрудники лабо ратории межуточного обмена определяли содержание жира на приборе "Милко-гестер? Эти данные с согласия исполнителей использованы при обсуждении результатов собственных исследований. Втемесячно до кормления животных взвешивали.

Коровы пс принципу аналогов с учётом живой массы, возраста и стадии лактация были распределены в 3 группы. Схема опыта приведена в табл. I, из которой следует, что во все периоды опыта животные 1-й группы получали наибольшее количество концентратов, а 3-й - наименьшее. Рационы изокалорийные, но существенно различались по содержанию крахмала и клетчатки.

Результаты балансовых опытов свидетельствуют о том, что/ на 2-м иесяце дактации баланс энергии был отрицательным (-17,1+1,4; -17,4+2,3 и -19,6+0,4 МД'к соответственно в 1-й, 2-й и 3-й груп-

- Q -

т

Схема опыта —Г

Соотношение кормов в рационе ло обменной энергии,%

Лириод; !иесяц j

j j I руппа

опыта j лактации j

t i

грубые и jзелёный j КОмбикорм сочные корма j кори j ^

1 2 I 35 - 65

I 2 2 45 - 55

I 2 3 оЗ - 45

л 3 I 50 - 50

II 3 2 60 - 40

II 3 3 70 - 30

111 I - 50 50

III 4 2 - 60 40

III 4 3 70 30

пах), а к 4-му месяцу он сменился положительным (7,9+3,0 ; 11,6+ 0,5 и 20,4+2,5 МДк). Эти данные получены в лаборатории энергетического питания и использованы нами с согласия исполнителей. Следовательно, по периодам опыта у лактирующих коров наблюдалось изменение интенсивности и направленности метаболических потоков -мобилизация" субстратов из жировой и мышечной тканей для обеспечения биосинтеза компонентов молока во 2-й месяц лактации и отложение избытка субстратов в этих тканях в 4-й месяц лактации.

Аивая масса коров в I периоде снизилась на 7, 9 и 3 кг, а в III периоде -она возросла на 26, 13 и lb кг соответственно в 1-й, 2-й и 3-й группах. Различия между группами статистически недостоверны.

Показатели молочной продуктивности коров (табл. 2) свидетельствуют о том, что животные 1-й группы отличались несколько большей

Таблица 2

Показатели молочной продуктивности коров

Показатели

Группы животных

Т

1-й

Суточный удой, кг Продукция дира, г/сутки Продукция лактозы, г/сутки

2-й

Суточный удой, кг % к предыдущему периоду Продукция ;кира, г/сутки % к предыдущему периоду Продукция лактозы, г/сутки % к предыдущему периоду

3-й

Суточный удой, кг

% к предыдущему периоду Проекция янра, г/сутки % к предыдущему периоду Продукция лактозы, г/сутки % к предыдущему периоду

период опыта 16,8+0,8 567+42 920+32

период опыта 13,9+1,2 82,7* 579+71 102,1 705+56 76,6х

период опыта

10,9+0,9 528+14 Зо7+4Э

13,4+0,8 84,3* 525+51 99,4 ' 6Ы+43 79,5**

17,4+0,3 555+54 951+29

14,7+0,3 (34,5* 522г42 94,1 622+26 65,4*х

13,4+0,6 12,2+0,5 13,^0,6

95,4 91,0 88,4

543+61 534+28 511+65

93,6 101,7 97,9

6*56+29 622+25 657 -зг

97,3 91,3 Ю5 >6

Здесь и дале

а-

- Р< Сг.ии; - Р<1>,и1;

- Р<0,и1>1.

2

3

жирностью молока и продукцией молочного кира, 3-й группы - более высокими удоями, а животные 2-й группы - наименьшими удоями и продукцией молочного жира. Однако эти различия недостоверны. У всех животных более высокая продуктивность наблюдалась на 2-м месяце лактации. К концу опыта величина суточного удоя уменьшилась по сравнению с 1-м периодом на 20,2 % (P<U,05), 23,3 % (Р<и,05) и 2о,3 % (Р<0,01) в 1-й, 2-й и 3-й группах соответственно.

Пробы артериальной крови у коров брали на 60-й, 9и-й и 120-й дни лактации до кормления и через 3 и 5 часов после кормления. Взятие крови осуществляли пункцией сонной артерии, предварительно выведенной под кожу в "лодочку" (Алиев A.A., 1974). Пробы плазмы и цельной крови замораживали и хранили при -20° С. Содержание инсулина, кортизола, тироксина и трийодтиронина в них определяли радиоиммунологическим методом. Поскольку эти гормоны не обладают видовой специфичностью, использовали коммерческие наборы (ИБОХ АН Республики Беларусь), пригодные для определения гормонов у жвачных животных (Радченков Б.П. и др., 19Ь5).

Дня определения количества гормона, связанного с эритроцитами, в образцах' свежей гепаринизированной крови общепринятыми методами подсчитывали количество эритроцитов в камере Горяева (Битюков И.П. и др., 199и) и определяли величину гематокрита путём центрифугирования проб .крови в стандартных градуированных пробирках при 1500 в течение 2и минут. Количество гормона, связанного с эритроцитами, определяли как разность между концентрацией гормона в I л цельной крови и содержанием гормона в объёме плазмы, соответствующем I л' цельной крови, которое рассчитывали по формуле: ч

С = Л х (100 - Г) х 1,006 100 . '

где: С - расчётное количество гормон в объёме плазмы, соответст-

вуюцей I л цельной крови, нмсшь/л или лмоль/л цельной крови;

il - концентрация юрмона, определяемая в плазме, нмоль/л или лмоль/д плазмы;

Г - величина гематокрита,

1,005 - поправка на количество плазмы, оставшейся между эритроцитами после центрифугирования крови.

В цельной крови определяли содержание глюкозы глюкозооксидаз-ным методом ,1977). В III периоде опыта определяли

также концентрацию инсуяина в молоке радиоимыуннш методом с использованием наборов для анализа гормона в плазме крови. Результаты исследований обработаны биометрически Цакин Г.Ф. ,-.1990).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССВДРВАнЙк 3.1. 1ормональный статус коров 3.1.I. Концентрация инсулина в плазме крови

Результаты исследований, приведённые в табл. 3, указывают на то, что на 2-й месяце лактации у животных 1-й и 3-й групп уровень инсулина в плазме крови через 3 ч после утреннего кормления был недостоверно ниже базального значения, и только у яивотных 2-й группы отмечен достоверный подъём его уровня. В последующие периоды опыта у всех животных отмечено повышение уровня инсулина в плазме крови после утреннего кормления, в большинстве случаев достоверное. Очевидно, в период раздоя имело место ингибирование секреторного ответа ^-клеток на приём корма.

Из найдено существенных межгрупповых различий по базальному уровню инсулина. Максимальный же подъём концентрации гормона в плазме через 3 ч после утреннего кормления во все периоды опыта отмечен у коров 2-й группы. Очевидно, это объясняется индивидуальными особенностями животных. Возможно, коровы 2-й группы отлича-

Концентрация инсулина в плазме крови коров

Бремя, часы

1-я группа

Т

2-я группа

Т

пмоль/л \ пмоль/л к I гр. !

3-я группа пмоль/л \% к £ гр.

7 2э,и+5,74 II 23,3+5,61 % I б.у. 93,2

7 12,2+2,42 II 2о,Ь+7,бЬ % к б.у. 219,7**

7 16,2+7,11 II 17,6+6,07 % к б.у. 10ь,6

2-й месяц 21,1+1,29 37,7+13,09

Г7Ъ,7**

3-й месяц 16,0+2,15 2^,9+3,72

155,6*

лактации 84,4 161,Ь*

лактации 131,1 92,9

4-й месяц лактации

5,1+1,ЬЗ 31,5 26,3+6,26 149,4* 515,7***

32,4+5,13 129,6

28,7+3,94 123,2 88,6

13,0+3,32 106,6 25,Ь+6,6Й 96,3 19В,5**

7,1+2,63 43,6

24,0+4,69 136,4* 336,0***

Примечание. % к б.у. - % к базальноыу уровню до кормления (в 7 ч).

лись наиболее высоким потенциалом функции 0 -клеток. Влияние же факторов кормления на уровень инсулина было, как видно, незначительный.

Наибольшие удои отмечены в 1-м периоде опыта, что совпало с торможением функции инсулярного аппарата. Кивая масса коров в этот период несколько снизилась. В дальнейшем ответная реакция £ -клеток на приём корма и живал масса стали возрастать, а удои - снижаться. Следует отметить, что во все периоды опыта наименьшей продуктивностью отличались коровы 2-й группы, т.е. с наибольшим потенциалом функции А -клеток поджелудочной железы. На 2-м месяце

лактации установлена отрицательная связь между величиной суточного удоя и концентрацией инсулина в плазме через 3 и 5 часов после утреннего кормления коров (ч = -0,52; Р<0,1 и ч = -0,72; Р<:0,01, соответственно), ьа 3-м и 4-м месяцах лактации такой связи не найдено. Корреляции между удоем и базальным уровнем инсулина на всём протяжении опыта не наблюдалось. Очевидно, в регуляции процессов молокообразования у ко^ов большое значение имеет не столько база-льный уровень инсулина, сколько величина его инкреции в ответ на приём корма.

Объяснить полученное данные можно следующим образом. Высокий уровень инсулина в кровЦ л актирующей коровы способствует повышенному расходу субстратов, поступающих из желудочно-кишечного тракта, на жироотложение. Одновременно снижается поступление этих субстратов в секреторные клетку молочной железы, так кал инсулин не влияет на захват ими глюкозь(, аминокислот и ацетата у жвачных животных в отличие от моногастричных (Фолли С.,1962;

В результате при повышенном уровне инсулина у коров снижается молочная продуктивность, фи пониженном же уровне инсулина тканевые резервы под действием контринсулярных гормонов интенсивнее мобилизуются на биосинтез компонентов молока, что может привести к снижению живой массы коров. Наиболее выракены такие процессы в .период раздоя, когда органы и ткани конкурируют между собой за субстраты наиболее сильно.

3.1.2. Концентрация гиреоидных гормонов в плазме крови

Назальный уровень тироксина в течение опыта у всех животных достоверных изменений не претерпел, а концентрация трийодтирокина в плазме крови значительно увеличилась (табл. 4). ¿то сопровождалось снижением молочной продуктивности. Наивысшие удои отмечены на

Ьазальная концентрация тироксина, трийодтирокина, кортизола в плазме и глюкозы в крови коров

Группы 1----------- ! Тироксин, ! нмоль/л ! ( Трийод-( тиронин, | нмоль/л Кортизол,! нмоль/л ! Глюкоза, мг%

2-й месяц лактации

I 49+4,0 0,93+0,07 95+10,4 60+2,5

2 49+1,5 1,03+0,05 46+5,Ь 60+1,7

3 11+1,6 0,96+0,04 53+5,7 61+1,1

3-й месяц лактации

I 55+6,9 1,39+0,13 46+Ь,2 52+2,1

% ко 2-му ыес. 112,2 149,0* 46,4** об,7

2' 55+3,2 1,30+и,0Ь 33+2,4 53+2,0

% ко 2-му ыес. 112,2 126,2 71,7х 68,3

3 52+1,8 1,34+0,06 26+4,6 51+2,6

% ко 2-му мес. 126,Ь 139,6м 49,1** 63,6

4-й месяц лактации

1 46+4,I 1,50+0,09 25+1,3 55+1,6

% к 3- -му мес. Ь7,3 107,9 04,3** 105,6

2 46+2,1 1,42+0,11 17+0,8 50+1,0

% к 3- -му мес. Ь3,6 109,2 94,3

3 52+2,9 1,64+0,15 17+0,9 55+2,1

% к 3- -ыу мес. 100,0 122,4 65,4х 107,8

2-м месяце лактации на фоне относительно низкого содержания Т-^ в плазме крови у коров. Из литературы известно, что тиреоидине гормоны, как правило, способствуют мобилизации НсЬгК из жировой ткани (Медведев Й.К. ,1967; Дершин В.А..,196Ь) и поглощению их молочной

желозой (¿кюъъ £ а такке лучшему кровоснабжению

молочной челезы за счёт усиления кровотока (Тверской Г.Ь,,1972). ссё это должно положительно сказываться на молочной продуктивности, особенно в период раздоя. С другой стороны, тирьоидные юрмоны могут усиливать основной обмен в периферических тканях, что сопровождается повышением теплопродукции и в некоторой степени отвлекает субстратные потоки от молочной железы (Овчаренко У.й.,1970; ,

1904).

па 2-м месяце лактации удои и теплопродукция имели наибольшую величину, при этом концентрация тиреоидных гормонов в плазме была сравнительно невысокой, ьесмотря на это, действие тиреоидных гормонов на организм животных проявлялось наиболее сильно. Очевидно, это обусловлено усиленной рецепцией указанных гормонов, особенно трийодтиронина, тканями-мишенями. Б дальнейшем величина рецепции, по-видимому, снизилась, что привело к возрастанию концентрации Т^ и особенно Т3 в плазме крови, но в то же время и к уменьшению их эффектов.

Различий между животными разных групп по базальным уровням тироксина и трийодтиронина не найдено. В то же время среднесуточное значение молярного соотношения Т^/Т^ у животных 3-й группы было достоверно ниже, чем у животных 1-й группы (на 2-м месяце лактации -40+0,Ь л 52+3,Ь; на 3-м - 36+2,5 и 41+1,5; на 4-м - 29+2,0 и ЗЬ+1,7 соответственно), что свидетельствует, на наш взгляд, о более интенсивном дейодировании тироксина у животных 3-й группы. Индекс Т4/Гд во 2-й группе принимал промежуточные значения.

Корреляционный анализ показал наличие отрицательной связи между среднесуточным значением индекса Т^/Т^ и величиной.удоя за сутки на 2-м месяце лактации (ч = -0,57; Р<0,05). Впоследствии эта связь ослабла. Очевидно, биологический эффект тиреоидных гор-

донов может зависеть не только от их уровня в крови, но и от интенсивности трансформации Т4 в более активную форму - Т-^. Результаты исследований убеждают нас в том, что положительное влияние этих процессов на лактационные функции организма наиболее выражено в начале лактации, когда тиреоидные гормоны, по-видимому, способствуют мобилизации тканевых резервов на биосинтез компонентов молока.

3.1.3. Содержание кортизола в плазме крови

Б течение опыта наибольшее содержание кортизола в плазме крови у всех животных отмечено на 2-м месяце лактации. Возможно, в период раздоя этот гормон стимулировал мобилизацию аминокислот из мышечной ткани и утилизацию их в печени для глюконеогенеза. Стимулируя синтез гормончувствительной липазы, он мол также усиливать липолиз в жировой ткани. Всё это, очевидно, и привело к некоторому снижению живой массы коров и к увеличению фонда субстратов, доступных для молочной железы, а значит, и к сравнительно высоким удоям. На 3-м месяце лахтации уровень кортизола снизился, что совпало с уменьшением удоев и возрастанием живой массы коров.

Животные 1-й группы отличались от остальных наибольшим уровнем кортизола во все периоды, что согласуется с сообщениями о повышенной секреции кортизола у крупного рогатого скота при увеличении доли концентратов в рационе.

3.1.4. Содержание глюкозы в крови.

В качестве интегрального показателя, характеризующего напряжённость углеводного обмена, приведена суточная динамика глюкозы. На рис. I представлены данные по 1-й группе. У коров других груш они почти не отличались. На рисунке можно видеть, что на 2-м месяце лактации содержание глюкозы в крови в течение суток снижалось,

Рис. I. Суточная динамика глюкозы в крови животных 1-Й группы. •-• - 1-й период, О-о - 2-й период,-3_й период.

особенно после доения животных. Это может свидетельствовать о недостаточном поступлении глюкозы в кровь и об относительно большом её расходе на биосинтез компонентов молока, поскольку живая масса коров в это время уменьшалась, а следовательно, субстраты в теле не резервировались. Возможно также, что определённая часть глюкозы в этот период синтезировалась из аминокислот, мобилизуемых из мышечной ткани. Ьтим процессам способствовали повшенная концентрация в крови кортизола и пониженный секреторный ответ инсулярного аппарата на приём корма.

На 3-м месяце лактации уровень глюкозы в течение суток был более стабильным вследствие уменьшения расхода её молочной железой, что выразилось в снижении молочной продуктивности на скже некото-

- 1Ь -

рого повышения кивой массы коров. Возросшая секреция инсулина и сниженная - кортизола препятствовали мобилизации тканевых резервов. Следовательно, интенсивность глюконеогенеза из аминокислот в это время должна была снизиться.

ч На 4-м месяце лактации в суточной динамике гликемии вновь наметилась тенденция к спаду, но на этот раз, по-видимому, за счёт усиленного расхода глюкозы для обеспечения липогенеза. Об этом могли свидетельствовать сниженный по сравнению с предыдущим периодом уровень кортизола, а также увеличение секреторного ответа ^-клеток на приём корма и возрастание живой массы коров по сравнению со 2-м месяцем лактации.

3.2. Связывание гормонов эритроцитами 3.2.1. Связывание эритроцитами инсулина

Иа 2-м месяце лактации базальный уровень связывания инсулина имел низкую величину, не поддающуюся определению (рис. 2). На 3-м месяце он составил уже 42,9+5,8 % инсулина цельной крови (в сред-

Рис. 2. Количество инсулина, связанного с-эритроцитами (в % к содержанию в цельной крови).

Можно было предположить, что низкий уровень связывания инсулина эритроцитами в период раздоя вызван усиленным связыванием гормона белками плазмы, по в этом случае должно усиливаться жироотложение, гак как связанный с белками плазмы инсулин действует в основном на жировую ткань (Старосельцева л.л.,1976) и способствует липогенезу в большей мере, чем свободный (Бутров о.Ь., 1У76). Однако на 2-м месяце лактации жироотложение у коров практически не наблюдалось, что следует из результатов взвешивания. По всей видимости, низкая величина связывания инсулина Форменными элементами в период раздоя обусловлена уменьшением в этот период количества связывающих мест в эритроцитах. Ото, в свою очередь, можно объяснить торможением функции инсулярного аппарата, выразившимся в снижении секреторного ответа у^-клеток на приём корма. Из литературы известно, что у лабораторных животных инсулинсвязыващая способность эритроцитов снижается при инсуликовой недостаточности (Тихонова Н.2. и др., ,1994). некоторое снижение ба-зального уровня инсулина в плазме крови, имевшее место в процессе становления лактации, также можно объяснить перераспределением гормона из плазмы в эритроциты.

ha 2-м и 3-м месяцах лактации величина связывания инсулина через 3 ч после утреннего кормления, т.е. в II ч, повышалась. Это вызвано, очевидно, увеличением секреции гормона в ответ на приём корма. Содержание инсулина в плазме после этого продолжало расти и достигало максимума, как правило, через 3 ч после дневного кормления, т.е. в 17 ч. rio относительная величина связывания в 17 ч, как правило, была снижена по сравнению с II ч. Ьто может свидетельствовать о насыщаемости, а следовательно, и о специфичности связывания инсулина эритроцитами у лактирующих коров.

Выявлена отрицательная связь между концентрацией инсулина в

плазме крови и уровнем его связывания эритроцитами (ч = -0,78;

Р<0,01). сто можно объяснить конкуренцией между эритроцитами и белками плазмы за связывание инсулина, что также свидетельствует в пользу наличия специфических, Бысокоа-Ыишных инсулиневязываю-щих рецепторов в эритроцитах у коров.

3.2.2. Связывание тиреоидных гормонов

данные, представленные на рис. 3, свидетельствуют о том, что эритроциты связывали значительные количества трийодтиронина, не превышающие, однако, 50 % общего Т^ цельной крови. Уровень же связывания Т^ был очень низким, а базальное его значение часто не поддавалось определению. Известно, что свыше 99 % тиреоидных гормонов плазмы связано с её белками. Таким образом, более половины Тд и почти весь присутствовавшие в крови у коров, находились в плазме, будучи связаны с её белками, даже допустив наличие в эритроцитах специфических рецепторов для трийодтиронина, придётся признать, что эритроциты играют меньшую роль в связывании Тд, чем плазменные белки. В ещё большей степени сказанное относится к тироксину, тем более что некоторые исследователи отрицают наличие

в эритроцитах рецепторов для тироксина

¿-Л % шзбмания

го

20 40

Щ

На 3~ы месяце лактации базальный уровень связывания Тд эритроцитами в среднем по трём группам снизился с 44,6+0,36 % до 25,0+0,19 %. В то же время концентрация гормона в цельной крови возросла с 1,03±0,08 до 1,17+0,07 нмоль/д (в среднем по всем группам). Уровень гормона в плазме также повысился (табл. 4). Высокий уровень связывания Тд в период раздоя при низкой концентрации гормона в цельной крови и плазме можно объяснить повышенной связыващей способностью эритроцитов. В процессе становления лактации уровень трийодтиронина в цельной крови и плазме повысился, а связывание с эритроцитами снизилось. Не исключено, что эритроциты могут участвовать в "адресной" доставке трийодтиронина к тканям-мишеням. Таким образом, гавьшенное связывание гормона эритроцитами на 2-м месяце лактации могло способствовать усилению его эффектов далее при пониженном уровне Тд в цельной крови и плазме.

3.2.3. Связывание кортизола;

Анализ результатов исследований показывает, что эритроциты играли в связывании кортизола несколько более важную роль, чем в связывании тиреоидных гормонов, о чём можно судить по относительной величине связывания (рис. 4). Уровень связывания кортизола на 3-м месяце лактации был выше, чем на 2-м. На 4-ы месяце существенных изменений по сравнению с 3-м не отмечено. В то же время динамика уровня кортизола в плазме и в цельной крови имела противоположный характер. Это можно объяснить, как и в случае с три-йодтиронином, увеличением связывающей способности эритроцитов.

Наименьшие показатели связывания кортизола отмечены у животных 1-й группы, отличавшихся наибольшим уровнем гормона в плазме. Все эти факты, а также тенденция к отрицательной связи между концентрациями кортизола, находящегося в плазме и связанного

во - % шзмясгтя

& -** -

зо -

20

10

с

2-й /лес. Ла/гт. 3-й /нес. лахт. унес. ¿а/ст

Рис. 4. Базальный уровень связывания кортизола эритроцитами

с эритроцитами (ч = -0,58), позволяют предположить наличие в эритроцитах у коров рецепторов, связывагицих кортиэол и конкурирующих за него с белками плазмы. .

Результаты исследований показали, что концентрация инсулина в молоке колебалась в пределах 130 - 190 пмоль/л, что в несколько раз выше, чем в плазме крови. Это может свидетельствовать об активном транспорте инсулина из крови в молоко. Между концентрацией инсулина в плазме в 17 часов (когда она достигала обычно максимума) и суточной величиной экскреции гормона с молоком найдена отрицательная корреляция (ч = -0,999; Р<0,001). Таким образом, молочная железа могла участвовать в регуляции уровня инсулина в крови путём выведения гормона из организма. Ь табл. 5 представлены результаты корреляционного анализа связи между концентрациями инсулина в крови и молоке. Из этой таблицы видно, что концентрация инсулина в молоке определённой дойки положительно коррелировала

(в % к содержанию в цельной крови):- 1-я группа,

2-я группа, - 3-я группа.

3.3. Выделение инсулина с молоком

Таблица о

иоэ'г^ицяенты корреляции мекду концентрациями инс.улина в крови и молоке у короь

¿¡ремя взятия проб

крови

молока

коэффициент корреляции

23 ч 7 ч II ч 13 ч

17 ч

5 Ч 12 ч 12 ч 10 ч 18 ч

0,956 0,930 -и,9о9 0,790 -0,722

с уровнем гормона в плазме крови, измеренным за о - о часов до этой дойки, и отрицательно - за I час до неё. Очевидно, в транспорте инсулина из крови в молоко существует лаг-^аза. Наши данные могут быть ещё одним подтверждением гипотезы о специфическом транспорте инсулина из крови в молоко посредством рецепторов, подобных тем, что участвуют в секреции с молоком иммуноглобулинов класса А. Установлено, что между захватом молекулы ^/^рецептором и её выходом в просвет альвеолы существует лаг-период продолжительностью не менее 2 часов. Возможно, выведение инсулина в молоко происходит аналогичным путём.

4. ВЫЬО/^

I. Торможение функции инсулярного аппарата в период раздоя коров сопровождается снижением ответной реакции^-клеток поджелудочной железы на приём корма и не зависит от условий кормления животных. Уровень инсулина в плазме крови коров после приёма корма и молочная продуктивность отрицательно коррелируют между собой (ч = -и,72; Р<о,01).

2. Повышение в крови коров уровня кортизола и снижение концентрации триГадтиронина на фоне относительно стабильного содержания тироксина в период раздоя сопряжены с усилением их биологическою действия, в результате чего активизируются процессы мобилизации субстратов из тканевых депо.

Б процессе становления лактации, с появлением положительною баланса анергии и увеличением нивой массы коров, активизируется функция инеулярного аппарата, снижается уровень кортизола в плазме крови и уменьшается влияние тиреоидных гормонов на лактопоэз.

4. ¿¡оказатели связывания инсулина эритроцитами значительно изменяются в течение суток, увеличиваясь в процессе становления лактации.

6. Уровень связывания инсулина эритроцитами отрицательно коррелирует с его содержанием в плазме крови (ч = -0,7Ь; Р<0,01), что объясняется, возможно, наличием в них специфичных рецепторов к инсулину, конкурирующих с белками плазмы за связывание гормона.

6. Ьевысокий уровень связывания с эритроцитами трийодтиронина и особенно тироксина свидетельствует, что специфическим белкам плазмы крови принадлежит более важная роль в связывании этих гормонов, чем эритроцитам.

7. йритроциты наряду с белками плазмы, по-видимому, играют определённую роль в депонировании, транспорте, "адресной" доставке кортизола к тканям-мишеням и в реализации регуляторного влияния гормона на обмен веществ.

Ь. Скармливание концентрированных и грубых кормов в разных соотношениях не оказывает существенного влияния на величину связывания инсулина, тироксина и трийодтиронина эритроцитами лакти-рувдих коров.

9. Изменение соотношения между количеством крахмала и клетчатки в рационе за счёт увеличения доля концентрированных кормов не обеспечивает полной стабилизации уровня глюкозы в крови животных в период раздоя.

10. Уровень инсулина в молоке коров, превышающий в несколько раз его содержание в плазме крови, а также переменный характер связи между концентрациями инсулина в крови и молоке свидетельствует о наличии активного транспорта гормона через мембрану секреторной клетки молочной железы.

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЮЛЕМЯ

1. Результаты исследований рекомендуется использовать в научно-исследовательской работе по изучению механизмов, регулирующих распределение энергетических и пластических субстратов в организме животных и для более объективной оценки физиологической адекватности систем питания молочных коров.

2. Основные положения диссертации рекомендуется использовать в курсе физиологии сельскохозяйственных животных в высших учебных заведениях.

СШСОК ОЛУБШЮВМШХ РАБОТ Ш ТШЙ ДИССЗРГАЩИ

1. Матвеев Б.А., Д^окар А.И., Антонов A.B. Концентрация гормонов в плазме крови лактирующих коров на рационах с разным уровнем концентратов // Проблемы физиологии, биохимии, биотехнологии и питания сельскохозяйственных животных. - Боровск, 1993^ -

С. 12Ъ - 130.

2. Матвеев В.А., Антонов A.B. Роль эритроцитов в связывании гормонов у лактирующих коров J/ Там же. - С. 164 - 166.

3. Антонов A.B. Содержание глюкозы, кортизола и инсулина в крови коров при разном уровне концентратов в рационе Л Гигиена, ветсанитария и экология животноводства. - Чебоксары, 1994. .С. 22 - 23.

4. Матвеев В.А., Антонов A.B., Василенко В.Д., Назарова Т.И. Концентрация инсулина в крови л актирующих коров,'/ Физиологические основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. -Дивово, 1995. - С. 74 - 76.

Заказ 551 Тираж 100 Объем 1 п. л. Форат 60x841/16

Отпечатано в Обнинской городской типографии г. Обнинск, ул. Комарова, 6.