Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В РУБЦЕ И КРОВИ ВАЛУХОВ ПРИ РАЗНЫХ ДОЗАХ КАДМИЯ В РАЦИОНЕ

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В РУБЦЕ И КРОВИ ВАЛУХОВ ПРИ РАЗНЫХ ДОЗАХ КАДМИЯ В РАЦИОНЕ"

оЦ-ЗЗШ

На правах рукописи

САВЧУК Светлана Васильевна

НЕКОТОРЫЕ ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ В РУБЦЕ И КРОВИ ВАЛУХОВ ПРИ РАЗНЫХ ДОЗАХ КАДМИЯ В РАЦИОНЕ

Специальность 03.00.13 — физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2003

Диссертационная работа выполнена на кафедре физиологии и биохимии /кивотных Московской сельскохозяйственной академии им К Л Тимирязева

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор биологических нате, профессор Н.С. Шевелев

доктор биологических наук, профессор Ю.Н. ІІІамбсрсв доктор биологических наук, профессор М.И. Клопов

Ведущая организация Всероссийский научно-исследовательский

институт физиологии, биохимии и кормления сельскохозяйственных животных

Защита диссертации состоится «-3 » <-/и£ 2003 г в /часов на

заседании диссертационного совета Д 220 043 09 при Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва И- "чмирязевск !9, ученый совет МСХА

С диссертацией мояо Автореферат разог і

Ученый секі

диссертациоі . » ^олзина

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы уровень загрязнении окружающей среды тяжелыми металлами неуклонно повышается. Опасность повышенного содержания таких элементов состоит в том, что ионы тяжелых металлов не изымаются из биологического кругооборота, и их токсичность возрастает.

Интерес к кадмию, представителю группы тяжелых металлов, вызван его способностью стимулировать, при длительном воздействии низких концентраций, многочисленные деструктивные процессы в организме животных и человека.

Исследованиями, проведенными в нашей стране и за рубежом, доказано, что при повышенных дозах он вызывает пшцевые отравления, приводит к снижению потребления корма и прироста живой массы животных, отрицательно влияет на молочную продуктивность. Установлено эмбриотоксическое и тератогенное действие кадмия, способность вызывать злокачественные новообразования, поражения костной и сердечной ткани, снижение иммунитета (Липская

Е.Г., 2947; Гулысо В.В., 1968; Козловская А.Г., 1991; Прокат К.П., 1994; Федотов A.A., 1996; Минина Е.С., 1997; Фофана Л., 1997; Кроль М.Ю., 1998; Приве-зенцев К.В., 1998; Челомин В.П., 1998; Клепцина Е.С., 2000; Набиев Р.Ф., 2000; Кальсина О.И., 2001; Малыгина A.A., 2001; Webb М., 1975, 1979; Friberg L. 'et

Так как одним из свойств кадмия является его высокая способность к аккумуляции в органах и тканях, то опасность его воздействия на организм заключается в возможных отдаленных, а первоначально скрытых, патологических последствиях, которые могут быть вызваны прямым или спровоцированы опосредованным влиянием этого элемента. Поэтому наиболее актуальной, но и весьма сложной для исследователей, представляется задача выявления скрытых сдвигов в общем метаболизме, которые нередко носят неспецифический характер и реализуются в виде отдаленных эффектов.

al., 1995).

ЦНБ МСХА

1Ы

Постоянное ухудшение экологической обстановки и возрастающий техногенный прессинг на окружающую среду обуславливают настоятельную необходимость проведения исследований но изучению влияния кадмия на некоторые биохимические показатели рубцового и межуточного обмена веществ V сельскохозяйственных животных

Цель и задачи исследований Цель работы изучить влияние разных доз кадмия в рационе валухов на некоторые процессы рубцового метаболизма и биохимические показатели крови

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи

- установить влияние разных доз кадмия на клинико-гематологические показатели валухов,

- сравнить возможное влияние разных до I кадмия на некоторые биохимические показатели органического обмена валухов

- изучить некоторые энзиматические показатели в крови и рубцовом содержимом при воздействии разных доз кадмия

- изучить возможность влияния кадмия на временную динамику некоторых биохимических показателей рубцового содержимого и крови валухов

Наши исследования являются составной частью разрабатываемой на кафедре физиологии и биохимии животных МСХА им К А Тимирязева темы «Изучить метаболические пути и разработать эффективные способы повышения физиологического воздействия биологически активных веществ (биоэлементов, витаминов, тканевых препаратов, пробиотиков) на организм сельскохозяйственных и промысловых животных», номер государственной регистрации -01930005462

Научная новизна и практическая значимость исследований

Получены новые данные, характеризующие степень воздействия разных доз кадмия в рационе валухов на некоторые физиолого-биохимические показатели рубцового метаболизма и крови, дополняющие имеющиеся сведения по влиянию кадмия на процессы обмена веществ у жвачных животных Впервые

изучена временная динамика некоторых ключевых показателей рубаового метаболизма и межуточного обмена у валухов при разных дозах кадмия в рационе.

Установлено, что содержание кадмия в рационе валухов в концентрациях, превышающих фоновые значения (0,164 мг/кг сух. вещества рациона) в 3-6 раз, оказывает достоверное влияние на метаболические процессы на уровне рубцо-вого и межуточного обмена веществ, не изменяя при этом нормальные клини-ко-гематологические показатели у животных.

Материалы, представленные в работе, позволяют дать научное обоснование допустимого содержания кадмия в рационах жвачных животных.

Основные положения диссертации могут быть использованы в учебных курсах по физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных в высших учебных заведениях при изучении механизмов влияния кадмия на обмен веществ у жвачных.

Основные положения, выносимые на защиту:

- состояние клинико-гематологических показателей у валухов при разных дозах кадмия в рационе;

- временная динамика некоторых показателей рубцового метаболизма и крови валухов в разные интервалы времени после кормления и при разных дозах кадмия в рационе.

- влияние кадмия на некоторые ключевые показатели процессов рубцового метаболизма;

- изменения некоторых биохимических показателей в крови валухов при разных дозах кадмия в рационе;

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на июньских научных конференциях молодых ученых и специалистов МСХА (2001, 2002); на декабрьской научной конференции МСХА (2001); на расширенном заседании кафедр физиологии и биохимии животных, зоологии, кормления сельскохозяйственных животных, зоогигиены, акушерства и ветерина-

рии, анатомии, гистологии и эмбриологии животных МСХА (2003) По теме диссертации опубликовано 4 научные статьи

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на _ страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора татературы, объекта и методов исследований, результатов собственных исследований, заключения, выводов, предложений, списка использованной татературы и приложений, содержит _ таблиц, _ рисунков Список использованной литературы

включает 241 наименование, в том числе 110 иностранных авторов

2 ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

Эксперименты на животных проводили с ноября 1999 года по июнь 2000 года на базе вивария кафедры физиологии и биохимии животных МСХА им К А Тимирязева на трех валухах с 18-месячного возраста, породы ромни-марш, средней живой массой 50 кг В подготовительный период всем животным были наложены фистулы рубца методом В А Басова Условия содержания подопытных животных были одинаковыми кормление трехразовым, поение без ограничений

Основной рацион подопытных животных был сбалансирован согласно детализированным нормам кормления с -ч животных (А П Калашников, Н И Клейменов, 1995), а также при консультации кафедры кормления с -х животных МСХА В состав суточного рациона входило сено злаково-разнотравное -1,5 кг, свекла столовая 0,5 кг, комбикорм - 0,4 кг, при сахаро-протеиновом отношении 0 89 Эксперимент состоял из трех основных периодов контрольного, первого и второго опытных, продолжительностью 30 суток каждый, с 30-суточным интервалом между опытными периодами (рис 1)

В течение контрольного периода животные получали основной рацион с естественным содержанием кадмия 0,164 мг/кг сухого вещества корма В первом опытном периоде доза кадмия в рационе была увеличена в три раза (до 0,492 мг/кг сухого вещества), во втором - в шесть (до 0,984 мг/кг сухого

вещества) путем добавления хлорида кадмия в виде водного раствора, смешанного с концентратами.

Рис. 1. Схема опыта

В конце контрольного и каждого опытного периодов у валухов брали пробы крови (из яремной вены) и цельного рубцового содержимого (через фистулу рубца): за 1 час до утреннего кормления, через 3 и 6 часов после приема животными корма. По завершении эксперимента произведен убой животных с последующим отбором проб различных органов и тканей для определения степени накопления кадмия у подопытных животных.

Исследования гематологических показателей проводили по общепринятым методикам количество гемоглобина - спектрофотоколориметрически, количество эритроцитов и лейкоцитов - подсчетом в камере Горяева, содержание глюкозы по цветной реакции с ортотолуидипом, количество общего белка и альбуминов - с использованием биуретового реактива, количество глобулинов - расчетным методом, содержание мочевины - диапетилмоноаксимовым реактивом с использованием тест-набора, количество макроэргических нуклеотидов (МЭ, АТФ+АДФ) - орциновым реактивом активность аланин- и аспартатами-нотрансфераз (АЛТ и ACT) изучалась унифицированным дшштрофенилгидра-зиновым методом Райтмана-Френкеля, с использованием тссг-наборов реактивов БИО-ТЕСТ Лахема Диагностика, активность щелочной фосфатазы цветной реакцией по «-нитрофенолу, с использованием тест-набора, показатель рН рубцовой жидкости определяли непосредственно после взятия проб на эчек-тропотенциометре

Биометрическая обработка полученного цифрового материала производилась с использованием персонального компьютера

3 РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Влияние разных доз кадмия на клинико-гематологическне показатели валухов

Клиническое состояние валухов в течение всего экспериментального периода было удовлетворительным У всех подопытных животных не были отмечены нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта, температуры тела, частоты пульса и дыхания, состояния видимых слизистых оболочек

В контрольном и опытных периодах температура тела, частота пульса и дыхания, а также количество гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов в крови валухов изменялись незначительно, в пределах физиологических норм (табл 1) Следует отметить некоторую тенденцию во второй опытный период к увеличению частоты пульса на 1,8% и дыхания на 2,90/о, а также уровня гемоглобина и количества эритроцитов в крови валухов на 12,4% и 6,2% соответственно

Таблица 1

Влияние разных доз кадмия на клинико-гематологические показатели валухов1

.'.?V4 -;.; >"-'•' я"'-'; ОП-1

Температура, °С 39,7 ±0,10 39,5 ±0,08 39,7 ±0,07

Частота пульса, ударов в минуту 75,7 + 0,81 76,1 ± 1,25 77,0 ±0,33

Частота дыхания, в минуту 22,7 ±0,33 22,7 ±0,19 23,3 ±0,70

Гемоглобин, г/л 97,2 ±5,60 98,3 ± 10,3 108,7 ±9,40

Количество эритроцитов, млн/мкл 8,08 ±0,58 8,54 ±0,92 8,58 ± 0,95

Количество лейкоцитов, тыс/мкл 9,70 ±0,80 7,60 ±0,92 . 6,00 ±1,29 .

1 Здесь и в последующих таблицах достоверность разности обозначается различными буквами, отсутствие достоверности разности - одинаковыми буквами (при Р <. 0,05).

С увеличением дозы кадмия в рационе было отмечено снижение количества лейкоцитов на 38,1 % относительно контрольного периода, не выходя однако за пределы нижней границы нормы (6,0-14,0 тыс/мкл).

На основании полученных данных можно сделать вывод, что подопытные животные на протяжении эксперимента были клинически здоровыми.

3.2. Влияние разных доз кадмия на некоторые показатели рубцового метаболизма

Существенное влияние на течение биохимических процессов в рубце оказывает концентрация водородных ионов в его содержимом, от которой зависит активность микробиальных ферментов, определяющая интенсивность азотистого, углеводного и липидного обменов.

Полученные нами экспериментальные данные показывают, что у подопытных животных во втором опытном периоде рН рубцового содержимого повышается на 7% через 3 часа после кормления и на 8,8% через 6 часов после кормления (табл.2). Шестикратное повышение дозы кадмия относительно его естественного содержания (0,164 мг/кг сух. вещества корма) в рационе подопытных животных способствовало изменению соотношения в рубце кислых и основных метаболитов, что обусловило более стабильное поддержание опта-

мального уровня рН для микрофлоры и микрофауны рубца, а имстго, на уровне 6,23-6,45 единиц, даже в пик рубцового пищеварения Как показали параллельные исследования обмена минеральных эчементов, при повышении дозы кадмия в рационе из плотной эндогенной фракции вытесняется кальций, который может участвовать в нейтрализации кислых метаболитов рубцовой жидкости (Кибсб Л Г, 2003)

Табчица 2

рН рубцового содержимого валухов при разных дозах кадмия в рационе I ДО кормления I через 3 Ч I через в 4 |

1КП_| 6 45*0 33 , 5 82±0 Юа I 5 93±0 Оба '

I ОП-1 | в,63±012 | 5 74±0 27 аб | 629±025аб |

ГоП-2_6 80±0 08 | 6 23±0126 I 6 45*0 086 }

Обычно в содержимом рубца отмечают незначительные количества свободных гексоз Большая часть полисахаридов корма под влиянием ферментов микроорганизмов рубца расщепляются до глюкозы, которая затем сбраживается до ЛЖК Именно ЛЖК всасываются в кровь и используются организмом жвачного животного как энергетический и пластический материал, поэтому глюкоза у жвачных животных составляет лишь незначительную долю питательных веществ, всасываемых из желудочно-кишечного тракта

Полученные нами результаты показывают, что при повышении дозы кадмия в рационе подопытных животных до 0,492 чг/кг сух вещества содержание гексоз в рубцовой жидкости достоверно возрастает относительно контрольного периода на 75,8% при уставном состоянии нагощак (до кормления), 35,1% и 7,3% через 3 и 6 часов после кормления животных соответственно (табл 3)

Во второй опытный период установлено достоверное снижение уровня гексоз в рубцовой жидкости валухов относительно первого опытного периода на 19,1, 28,9 и 38,8% до кормления, через 3 и 6 часов после кормления животных соответственно Можно предположить, что повышение концентрации ио-

нов кадмия в содержимом рубца, стимулировало гликолитическую активность микроорганизмов, использующих в качестве субстрата сбраживания глюкозу, что выразилось в снижении концентрации гексоз в рубцовой жидкости, при одновременном увеличении количества ЛЖК, отмеченном в параллельных исследованиях (Черемуха Е.Г., 2001). :

Таблица 3

Содержание гексоз в рубцовой жидкости валухов при разных дозах кадмия в рационе, ммоль / л

• '•-.*. ■ ~ - - *<■ 1 ДО кормления ; > черезЗч через 6 ч

КП 3,30±0,110а 7,36±0,870а 6,44 ±0,570а

ОП-1 5,81±0,210б 9,94±0,470б 6,91 ±0,611а

ОП-2 2,67±0,708в 5,23±0,968в 3,94±0,060б

Мочевина, поступающая в рубец в составе рациона или же со слюной, а также переходящая из крови через его стенку, быстро расщепляется уреазой до аммиака, который используется в процессах аминирования, и углекислоты, поэтому концентрация мочевины в рубцовой жидкости, так же как и гексоз, невелика.

Как показывают наши исследования, в первый опытный период концентрация мочевины в рубцовой жидкости валухов увеличивается относительно контрольного периода на 56,4% до кормления, 52,6% через 3 часа и 39,3% через 6 часов после кормления подопытных животных (табл. 4).

Таблица 4

Концентрация мочевины в рубцовой жидкости валухов при разных дозах кадмия в рационе, ммоль / л

до кормления ..V"' через 3 4 ? через в Ч Г X

КП 0,65±0,022а 0,74±0,023з 0,79±0,024а

ОП-1 1,02±0,040б 1,13±0,038б 1,10±0,036б

ОП-2 1,25±0,022в 1,30±0,048в 1,27±0,019в

Во второй опытный период количество мочевины в рубцовой жидкости валухов увеличилось еще на 22,1% до кормления и на 15,1% и 15,7% через 3 и 6 часов после кормления животных относительно первого опытного периода

Как установлено А А Алиевым и Т А Радченковой (1970), кадмий инги-бирует активность уреазы рубца за счет конкурентного связывания с ферментом вместо меди, блокируя часть сучьфгидрилъных групп энзима, что и приводит к повышению уровня мочевины в рубцовой жидкости

В анаэробных системах зачастую лимитирующим фактором является энергия В биомассе рубца при увеличении дозы кадмия в рационе происходит снижение количества макроэргов (МЭ), что указывает на изменения в энергообменных процессах в клетках бактерий и простейших, населяющих рубец

Так, в первый опытный период количество МЭ в микробиальной массе уменьшается относительно контрольного периода на 8,9%, 1,2% и 5,2% во второй опытный период - на 11,1%, 9,1% и 16,6% до кормления, через 3 и 6 часов после кормления соответственно (табл 5)

Табчица 5

Содержание макроэргических соединений

в микробиальной массе валухов при разных дозах кадмия в рационе, мг%

..... до кормления через 3 ч через 6 ч

кп 202 5±2 16а 151 8 ±2 99а 214 3±4 21а

ОП-1 184 5±6 116 150 0±4 03а і 203 2±4 36а

ОП-2 180 0±5 01 б 138 0±3 326 j 178 7±2 626

Косвенным свидетечьством некоторого снижения интенсивности анаболических процессов, связанных с микроорганизмами рубца, является уменьшение активности аминотрансфераз AJIT и ACT в микробиальной массе рубца

Одним из лимитирующих факторов для синтеза аминокислот в том числе и незаменимых, является наличие соответствующих углеродных скелетов кетокислот Именно микроорганизмы, населяющие рубец, обладают ферментными системами, позволяющими синтезировать углеродные скелеты незаменимых

аминокислот и включать их в состав собственных белков В результате этого микробный протеин по содержанию аминокислот и их соотношению приближается к составу протеинов животного организма

Полученные нами экспериментальные данные показывают, что в опытные периоды активность АЛТ микробиальной массы постепенно снижается относительно контрольного периода на 24,7% - 27,3%, в зависимости от времени пребывания корма в рубце Активность ACT микробиальной массы валухов также снижается как в первый опытный период в 2,2 - 3,7 раза, так и во второй опытный период - в 3,0 -4.2 раза (табт 6)

Тай тгш б

Активность АЛТ и ACT в микробиальной массе валухов при разных дозах кадмия в рационе, мкмоль / ч мл

КП ОП-1 ОП-2

До кормления 4 65±0 602э6 | 4 28±0 214а | 3 50±02286

и ^ Через 3 часа 4 66±0 289а . 3 37±0 бООаб ' 3 47*0 2036

Через 6 часов 4 83±0 683 3 85±0 566 , 3 51±0 112

До кормления 5 27±0 338а 2 37±0 4376 J 1 75±0 6506

« Через 3 часа 5 73±0 406а 1 55±0 1506 1 35±0 0506

Через 6 часов 5 90±0 208а 2 07±0 4706 1 87±0 1676

Такое снижение активности аминотрансфераз в рубиовой биомассе валухов, при увеличении уровня кадмия в рационе, с одной стороны, можно объяснить возможным ннгибироваиием активности этих ферментов нонами кадмия, а с другой - некоторым снижением интенсивности процессов биосинтеза этих энзимов и протеина вообще, вызванном недостатком макроэргических соединений, количество которых значительно сократилось во второй опытный период

В целом, анализ показателей рубцового метаболизма при увеличении дозы кадмия в рационе валухов указывает на изменение уровня рубцового метаболизма, что в последствии может оказать влияние в целом на обмен веществ жвачного животного

3.3. Влияние кадмия на биохимические показатели крови валухов

С учетом изложенного, значительный интерес представляют данные, характеризующие влияние кадмия на некоторые биохимические показатели крови валухов. Увеличение уровня кадмия в рационе валухов в первый опытный период вызвало снижение концентрации глюкозы в сыворотке крови относительно контрольного периода на 48,1% через 3 часа после кормления, а также на 27,3% и 44,5% до кормления и через 6 часов после кормления соответственно (табл.7).

Таблица 7

Содержание глюкозы в сыворотке крови валухов при разных дозах кадмия в рационе, ммоль / л

4 до кормления через Зч через 6 ч

кп 2,56±0,529а 3,62±0,147а 3,37±0,265а

ОП-1 1,86±0,269аб 1,88±0,224б 1,87±0,184б

ОП-2 1,31 ±0,1786 1,24 ±0,1 Обе 1,22±0,285б

Такое снижение уровня глюкозы в крови можно объяснить некоторым угнетением процессов глюконеогекгза в гепатоцитах печени, вызванным влиянием ионов тяжелого металла, что подтверждается результатами последующих наблюдений. Так, увеличение концентрации кадмия в рациопе во второй опытный период сопровождалось дальнейшим снижением содержания глюкозы в сыворотке крови валухов относительно контрольного периода в 2,0 - 2,9 раза, в зависимости от периода после кормления животных.

В корреляции с содержанием мочевины в рубцовом содержимом валухов наблюдалось и изменение ее концентрации в крови. Сама по себе мочевина мало токсична, но токсичны накапливающиеся с ней ионы калия и некоторые органические соединения.

Будучи способной относительно легко проходить через мембраны клеток и являясь осмотически активным веществом, мочевина может вызывать нарушение водно-солевого обмена, а также повлиять на функционирование жизнен-

но важных органов и систем (прежде всего, сердечно-сосудистой), из-за задержки воды в тканях

Табчица8

Концентрация мочевины в сыворотке крови валухов при разных дозах кадмия в ранионе, ммоль / л [ | до кормления I через Зч ^ через 6 ч |

( КП__I 5 41±0 12а_5 16±0 30а_I 5 45±0 45а I

I ОП-1 9 23±0 75б 1 10 41±0 87б | 10 60*0 796 | ¡^ОП-2 [ 1104*1 476 I 9 43*1 866 { 9 82*1 94аб_\

Согласно данным, представленным в таблице 8, в первый опытный период отмечено повышение концентрации мочевины в сыворотке крови относительно контрольного периода в 1,7 - 2,0 раза

Увеличение концентрации мочевины в сыворотке крови может свидетельствовать о некотором усилении катаболизма бачка в организме жвачных животных под влиянием ионов кадмия Кроме того, возрастание концентрации мочевины в крови, возможно, является результатом снижения фильтрующей способности почек под влиянием нефротакекчееккх веществ, в том числе и ионов кадмия

Концентрация А.СФ в клетках поддерживается на относительно постоянном уровне, поскольку скорость ею образования приблизительно уравновешивается скоростью его распада

Полученные нами экспериментальные данные свидетельствуют о том, что повышение дозы кадмия в рационе валухов отрицательно сказалось на энергообеспеченности клеток крови Так, при дозе кадмия в рационе подопытных животных 0,492 мг/кг сух вещества количество макроэргических соединений в цельной крови снизилось относительно контрольного периода на 43,6%, 19,1% и 31,3% до кормления, через 3 и 6 часов посте кормления соответственно (табл 9)

Дальнейшее повышение уровня кадмия в рационе во второй опытный период вызвало дополнительное снижение количества макроэргических соединений в цельной крови в 2 - 4 раза относительно первого опытного периода.

Таблица 9

Содержание макроэргических соединений в крови валухов при разных дозах кадмия в рационе, мг%

до кормления через Зч через 6 ч

кп 29,33±3,149а . 26,83±3,280эб 33,50±4,829э

ОП-1 16,55±4,908аб 21,70±3,264а 23,00±4,041а

ОП-2 8,30±1,828б 8,70±4,565б 5,70±1,6926

На основании полученных данных можно сделать вывод, что увеличение уровня кадмия в рационе валухов до 0,984 мг/кг сух. вещества вызывает значительные энергетические траты клеток крови на активизацию различных деток-сицирующих систем.

В настоящее время особое значение для диагностики патологических процессов различной этиологии приобретает определение активности некоторых ферментов в сыворотке крови, которая изменяется раньше, чем большинство широко тестируемых биохимических показателей крови. В основе этих методов лежит то, что ферментный состав сыворотки крови у здоровых животных относительно постоянен, в силу чего изменение активности ферментов сыворотки крови является высоко чувствительным индикатором отдельных заболеваний и поражений органов и тканей.

С увеличением дозы кадмия в рационе в первый опытный период активность АЛТ повышалась относительно контрольного периода в 3,7 раза до кормления ив 1,9 и 5,5 раза через 3 и 6 часов после кормления животных соответственно (табл. 10).

Дальнейшее увеличение уровня кадмия в рационе во второй опытный период вызвало повышение активности АЛТ на 10,2% до кормления и 18,8% через 3 часа после кормления относительно первого опытного периода.

Значительное увеличение активности ACT сыворотки крови в 13,9, 3,4 и 4,7 раза до кормления, через 3 и 6 часов после кормления животных, соответственно, отмечено только во втором опытном периоде

Как известно, накопление кадмия в клетке приводит к нарушению баланса между проокислительными и антиокислительными процессами Это способ-ств>ет образованию активных кислородных радикалов и гидроперекисей жирных кислот, что повышает проницаемость клеточных мембран

Поскольку, аланин- и аспартатаминотрансферазы являются внутриклеточными ферментами, повышение их активности в сыворотке крови указывает на изменение проницаемости или повреждение мембран клеток, и выходом этих ферментов в кровь

Анализ динамики активности AJIT и ACT в разное время после кормления животных показывает, что увеличение дозы кадмия в рационе животных во второй опытный период вызывает снижение активности АЛТ в 2,2 раза, a ACT в 1,7 раза через 3 часа после кормления относительно их уровня до кормления валухов Именно в этот период происходит интенсивное всасывание кадмия в кровь Учитывая способность кадмия подавлять активность целого ряда ферментов, содержащих сульфгидрильные группы, возможно, этим и объясняется некоторое снижение их активности через 3 часа после кормления

Табчииа К'

Активность АЛТ и ACT в сыворотке крови валухов при разных дозах кадмия в рационе мкмоль / ч мл_

КП ОП-1 ОП-2

£ з До кормления 0 078±0 016а 0 286±0 0886 0 315±0 1046

Через 3 часа 0 070±0 026 0 133±0 027 0 158±0 081

Через 6 часов 0 067±0 031а 0 366±0 0636 0 364±0 0436

До кормления 0 042±0 010а 0 070±0 015а 0 581 ±0 1856

б < Через 3 часа 0 100±0 065 0 041 ±0 013 0 340±0 194

Через 6 часов 0 098±0 054 0 048±0 008 0 456±0 196

Аналогично изменению активности трансфераз, повышение активности щелочной фосфатазы крови в первый опытный период (в 2,2 - 4,0 раза) можно

объяснить некоторым увеличением проницаемости клеточных мембран (табл.11).

Таблица 11

Активность щелочной фосфатазы в сыворотке крови валухов при разных дозах кадмия в рационе, Е / л

до кормления „.с:через3ч через 6ч

кп 77,41 ±7,201 а 48,29±3,382а 70,54±8,788а

ОП-1 167,99±9,615б 192,71 ±5,8636 185,03±9,813б

ОП-2 29,40±1,924в 22,37±1,395в 23,15±1,452в

Доза кадмия в рационе 0,984 мг/кг сух. вещества во второй опытный период вызвала снижение активности щелочной фосфатазы относительно первого опытного периода в 5,7 - 8,6 раза. По-видимому, такое снижение активности фермента обусловлено его ингибированием ионами кадмия, вследствие вытеснения ими ионов цинка, необходимых для функционирования данного энзима.

" Концентрация общего белка в сыворотке крови во многом зависит от функциональных возможностей печени, так как именно в печени синтезируются важнейшие белки плазмы крови. Увеличение дозы кадмия в первом опытном периоде до 0,492 мг/кг сух. вещества вызвало рост количества общего белка в сыворотке крови в 1,6 раза до кормления и 1,5 раза через 3 и 6 часов после кормления валухов (табл.12).

Причем увеличение количества общего белка происходит за счет глобу-линовой фракции, так как при повышении дозы кадмия в рационе валухов отмечена тенденция к снижению количества альбуминов в сыворотке крови и достоверное увеличение уровня глобулинов.

Полученные нами результаты позволяют сделать вывод, что гиперпро-теинемия вызывается усилением биосинтеза глобулинов в клеточных элементах системы фагоцитирующих мононуклеаров вследствие их раздражения ионами кадмия, что, как известно, связанно с возможным стимулированием иммунной системы.

Таблица 12

Содержание общего белка, альбумина и глобулинов в сыворотке крови при разных дозах кадмия в рационе, г/л

........... - ' — ................. КО ОП-І ОП-2 |

Г а | До кормления 74 5 с 2 67а 117 9 ± I 816 і 98 1 19 2Ьб

ІІ | Через 3 часа 80,0 * I 31а 120 3 ± 1 096 . 102 8 ± 1 72в і

^ Через б часов 77 8 ± 1 0За Ш 3 ±7746 43,8 з= 5 166

Альбумины . До кормления 34 0 ь 3 69 300*337 | 276*2,14

Через 3 часа 33 3 -с 1 98 30 5 ± 3 30 | 27 7 ь 3 36

1 Через 6 часов 33 3 - 1 98 30,5 ± 3 30 | 27 7 І 3 36

¿1 о = ч £ | До кормления 40 7-4 31а 87 9 ±4,746 , 70,5 і 4 Зів

| Через 3 часа 46 3 ± 3,13а 89 5 * 3 ^86 | 7^ 2 -ь 3 86в

і Через б часов 42 8 ±4 27а 81 3*8676 , 66 8 І 2 6*6

Нужно отметить, что во второй опытный период концентрация общего белка в сыворотке крови несколько снизилась по сравнению с первым опытным периодом Так, данный показатель снизился относительно первого опытного периода на 16,8, 14,5 и 15,7% до кормления, через 3 и 6 часов после кормления соответственно По-видимому, постепенное накопление ионов кадмия в гепато-цитах и недостаток макроэргических соединений отрицательно сказываются на интенсивности синтетических процессов и, как следствие, происходит угнетение синтеза некоторых бечковых фракций сыворотки крови

ВЫВОДЫ

1 Увеличение дозы кадмия в рационе с 0,164 до 0,492 и 0,984 мг/кг сух вещества корма не оказало отрицательного влияния на клинико-гематологические показатели и общее состояние валухов

2 Доза кадмия 0,984 мг'кг сух вещества корма способствовала стабилизации рН рубцового содержимого валухов в контрольный период рН содержимого рубца, в пик рубцового пищеварения, снижался до 5,93, в опытный - не ниже 6,45, в следствие более активной нейтрализации кислых метаболитов двухвалентными катионами металлов

3. Кадмий в дозе 0,984 мг/кг сух. вещества рациона оказывал стимулирующее влияние на процессы сбраживания гексоз в рубце, что выразилось в снижении их количества в рубцовой жидкости, относительно контрольного периода, на 29%.

4. При повышении дозы кадмия в рационе до 0,492 и 0,984 мг/кг сух. вещества содержания мочевины в рубцовой жидкости возрастало относительно контрольного варианта на 52,7% и 75,7% соответственно, как следствие инги-бирования активности рубцовой уреазы; снижалось количество макроэргиче-ских соединений (АТФ+АДФ) на 9% и активность трансфераз в микробиальной массе (АЛТ в 1,3 раза,a ACT в 4,2 раза).

5. Кадмий в повышенных дозах (0,492 и 0,984 мг/кг сух. вещества рациона) вызывал изменения некоторых показателей межуточного обмена у валухов (относительно к контролю), а именно: снижение количества глюкозы в сыворотке крови и макроэргических соединений (АТФ+АДФ) в цельной крови; увеличение концентрации мочевины и активности АЛТ и ACT в сыворотке крови.

6. Содержание общего белка в сыворотке крови валухов при повышении дозы кадмия в рационе с 0,164 до 0,984 мг/кг сух. вещества увеличивалось на 37,6%, главным образом за счет глобулиновой фракции.

7. Исследуемые дозы кадмия в рационе (0,492 и 0,984 мг/кг сух. вещества) не оказали достоверного влияния на направленность временной динамики (связанной с разными периодами после кормления животных) изучаемых показателей рубцового и межуточного обменов валухов.

8. На основании полученных нами результатов исследований влияния . разных доз кадмия на некоторые показатели межуточного обмена у валухов, мы считаем, что доза кадмия 0,492 мг/кг сух. вещества корма может быть принята как допустимая для данного вида животных.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Полученные нами экспериментальные данные могут быть использованы в дальнейших научных исследованиях воздействия кадмия на организм жи-

потных, уточнения его ПДК, в разработке мероприятий предупреждающих загрязнения окружающей среды излишними концентрациями этого элемента

2 Данные о влиянии кадмия на физиолого-биохнмический статус жвачных животных могут быть использованы в учебном процессе в разделах физиологии «Пищеварение» и «Обмен веществ» сельскохозяйственных животных в высших учебных заведениях

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1 Метревели Т В , Воинова О А , Савчук С В Динамика биохимических показателей крови валухов при разном уровне кадмия в рационе // Доклады ТСХА, вып 273, часть 2-Москва изд МСХА, 2001 -С 15-18

2 Савчук С В Биохимический статус валухов при различных дозах кадмия в рационе // Материалы научной конфреншш молодых ученых и специалистов (5-6 июня 2001 г ) - Москва изд МСХА, 2001 - С 105-107

3 Метревели Т В , Войнова О А, Савчук С В Влияние разных доз кадмия в рационе валухов на биохимические показатели крови и рубцового содержимого Ч Тезисы докладов 18го съезда физиологического общества имени И П Павлова (25-28 сентября 2001 г ) - Казань, М ГЭОТАР-МЕД, 2001

С 388-389

4 Войнова О А, Савчук С В Показатели азотисто-углеводного обмена v валухов при различном содержании кадмия в рационе // Доклады ТСХА, вып 274,-Москва изд МСХА, 2002 С 318-322

Объем 1,25 п. л.

Зак.448

Тираж 100 экз.

АНО «Издательство МСХА» 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44