Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Обмен углеводородов в системе гемато-энцефалоического барьера у крупного рогатого скота

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Обмен углеводородов в системе гемато-энцефалоического барьера у крупного рогатого скота"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РСФСР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ВЕТЕРИНАРНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КОЧУЕВА

Наталья Анатольевна

УДК 612.015.32:636.22-/28

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ В СИСТЕМЕ ГЕМАТО-ЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Специальность: 03.00.13 — Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1991

Работа выполнена на кафедре физиологии сельскохозяйственных животных Санкт-Петербургского ветеринарного института.

Научный руководитель — заслуженный деятель науки РСФСР, доктор ветеринарных наук, профессор Кузнецов А. К-

Официальные оппоненты: академик Академии естественных паук РСФСР, член-корр. Российской АН, доктор биологических наук, профессор Ноздрачев А. Д.; доктор биологических наук, с. н. с. Протасов Б. И.

Ведущее учреждение — Екатеринбургский сельскохозяйственный институт.

Защита диссертации состоится 1992 г. в

13 час. на заседании Специализированного совета К 120.20.01 в Санкт-Петербургском ветеринарном институте.

Адрес института: 196084, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского ветеринарного института.

Автореферат разослан «

Ученый секретарь Специализированного совета,

доцент Эйсьшонт Т. А.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА -РАБОТЫ

Актуальность темы. Проблема обмена углеводов постоянно привлекает внимание исследователей. Большой вклад в изучение обмена углеводов и его регуляцию внесли А.Г.Савойский (1935-1972), П.Ф.Солдатенков (1935-1976), С.Г.Генес (1949), С.М.Лейтес(1955),

A.Д.Ноздрачев (1969), Г.И.Горшков (1971), Н.В.Курилов (1973, 1975), В.В.Цюпко (1973), С.В.Стояновский и др. (1975), А.М.Емельянов И др. (1978), W.D.Hess (1948), H.D.Heid (1950), K.L.Blaxter (1961), D.B.Armstrong (1965), H.A.Hardi (1966),

B.Bergman (1977), M.P.Crech (1977) и др., что обусловлено их важной ролью в биоэнергетике организма и непосредственной связью данной проблемы с решением вопросов продуктивности сельскохозяйственных животных.

Однако многие аспекты метаболизма углеводов остаются недостаточно изученными; к числу последних, в частности, Относятся вопросы о роли гемато-энцефалического барьера (ГЭБ) в обмене веществ в головном мозге - этого уникального морфо-функциональ-Ного образования, обладающего регуляторной и защитной функциями по отношению к внутренней среде центральной нервной системы (ЦНС).

Сформулированное Л.С.Штерн в 1921 г. учение о ГЭБ получило успешное развитие в работах ее учеников и последователей (Кассиль Г.Н., 1963, 1983; Фридман А.П., I97I; Майзелис М.Я.,1973, 1981; Росин Я.А., 1977, 1981, 1984; Dauson H. , 1976; Bred-Ьегу M. ,1979; Yohanson C.E. , 1989 и др.).

Однако в литературе по-существу отсутствуют данные о целевых исследованиях метаболизма углеводов в системе ГЗБ у сельскохозяйственных животных. Отдельные сообщения касаются методики получения ликвора, содержания некоторых органических и неоргани^ ' ческих веществ в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) и тканях моз- ■ га, введения лекарственных препаратов в ликворную систему мозга животных (Алиев A.A., 1974; Бушков В.Г., 1974; Данелия P.E., 1983; Кузнецов А.К., Донков С.А., 1990; Смолин А.Г., 1990).Многие вопросы, касающиеся метаболизма углеводов, активности его . ферментных систем, а такке влияния физиологического состояния организма и функционального состояния ЦНС на деятельность ГЭБ у крупного рогатого скота остаются нерешенными. . Шесте с тем, требования ветеринарной клиники настойчиво диктуют необходимость более глубокого изучения теоретических аспектов функционирования ГЭБ и центральной нервной системы у .сель-

скохозяйственньгх животных для более полной оценки физиологического состояния, своевременной и правильной диагностики и лечения животных.

Цели и задачи исследования. Основной целью настоящей работы являлось исследование роли ГЭБ в обмене углеводов головного мозга у крупного рогатого скота. В соответствии с этим . были поставлены следующие задачи: ' .

1. Изучить содержание общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной и лимонной кислот, а также определить активность ферментов лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и альдолазы (АЛД) в ликворе, притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови и на основе полученных данных установить артерио-венозную разницу всего'мозга и проницаемость ГЭБ для . указанных ингредиентов углеводного обмена.

2. Изучить обмен углеводов в системе ГЭБ при различном физиологическом состоянии организма-(возраст, пол, беременность,-лактация, сухостойный период). .

у 3. Выяснить рлияние на углеводный обмен в системе ГЭБ функционального состояния ЦНС (возбуждение, торможение).

4. Изучить влияние на проницаемость и обмен углеводов внутривенного введения гипертонического раствора глюкозы.

Работа выполнена в соответствии с комплексной темой № 7 (раздел 7.1) плана НИР Ленинградского ветеринарного института на 1986-1990 гг. (№ государственной регистрации 01660070332).

Научная новизна. В результате комплексного исследования ' впервые определены гомеостатические уровни общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной й лимонной кислот, а также активность АЛД и.ЛДГ в ликворе, в притекающей к мозгу и оттекав- . щей от него крови у крупного рогатого скота. Установлено,.что головной мозг меньше выделяет в венозную кровь общего сахара и глюкозы, чем получает их из притекающей крови и, наоборот, больше выделяет в венозную кровь метаболитов углеводного обмена. Выявлено наличие селективной проницаемости ГЭБ. Коэффициент его проницаемости для сахара , глюкозы и цитрата меньше единицы, для пирувата-- больше, ... '

•Изучено влияние на метаболизм углеводов в:системе ГЭБ воз-. ' растных и половых факторов, физиологического состояния в периоды воспроизводительного цикла (стельность, лактация, сухостой) и функционального состояния ЦНС (возбуждение, торможение). Уста-

новлено, что изменения в обмене углеводов при возбуждении и торможении в ЦНС, вызванных медикаментозными средствами, имя-ют , как правило, противоположную направленность.

Доказана возможность повышать проницаемость ГЭВ для глюкозы и метаболитов углеводного обмена внутривенным введением гипертонических растворов глюкозы.

Практическая значимость. Установленные уровни метаболитов и ферментов углеводного обмена в ЦСЖ, артериальной и венозной крови у крупного рогатого скота черно-пестрой породы могут быть использованы в качестве нормальных гомеостатических показателей как справочный материал в практике зооветеринарной работы и йри научных исследованиях. Они приняты к внедрению Ленинградской областной ветеринарной лабораторией.

Внутривенные введения гипертонических растворов глюкозы могут применяться в клинике в случаях,когда требуется усиление питания мозга и обеспечение его возрастающих энергетических потребностей.

Теоретические разработки и материалы исследований, представленные в диссертации, используются в учебном процессе кафедры физиологии Санкт-Петербургского ветеринарного института на ветеринарном факультете и факультете повышения квалификации ветеринарных врачей. Они рекомендуются для использования в учебном процессе других сельскохозяйственных вузов.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов Ленинградского ветеринар-

• ного института (1990, 1991), на III научной конференции моло-. дых ученых Ленинградского ветеринарного института (1989), на

Всесоюзной конференции "Физиология продуктивных животных -решению.продовольственной программы СССР" (Тарту, 1989),на IX Всесоюзной научно-практической конференции молодых ученых й специалистов "Резервы увеличения производства сельскохозяйственной продукции" (Оренбург, 1990), на X научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Пути увеличения i . производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции" (Оренбург,.1991), на Всесоюзном совещании "Новые аспекты участия биологически активных веществ в регуляции метаболизма и

• продуктивности сельскохозяйственных животных" (Боровск, 1991), а также на заседании кафедры физиологии института,(1991).

публикации. Материалу диссертационной работы изложены в 7-ми научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает следующие разделы; введение, обзор литературы, материал и . методы .исследования, результаты собственных исследований, их обсуждение и заключение, выводи и приложения.

Диссертация изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 24 таблицы и 32 рисунка. Список литературы включает 301 наименование, в том числе 128 иностранных источника.

Вопросы, выносимые на защиту.

• I. Основные закономерности обмена углеводов в системе ГЭБ, вытекающие из результатов комплексного исследования содержания компонентов углеводного обмена в ЦСЖ, в притекающей к мозгу и оттекающей от него крови, определения их проницаемости и артерио-венозной разницы всего мозга.

2. Зависимость обмена углеводов в системе ГЭБ от физиологического состояния организма (возраста, пола, беременности,лак-стации) и функционального состояния. ЦНС (возбуждение,торможение).

. 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДУ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы выполнена в условиях мясокомбината и на кафедре физиологии института' в I988-I99I гг. .

Опыты проведены на крупном рогатом скоте черно-пестрой породы, поступавшем для убоя из совхозов им.Жданова, им.Тельмана и других хозяйств Ленинградской области. Все животные те*-ли хорошую или удовлетворительную упитанность, были клинически здоровы. Подопытные животные в период опытов содержались в течение 3-5 суток в предубойной цехе мясокомбината.

Кормление животных в хозяйствах, .из которых они поступали на мясокомбинат, производилось по рационам, сбалансированным по основным питательным веществам в соответствии со справоч- ■ ным пособием "Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных" (Агропромиздат, 1985). Рационы животных в период содержания их в предубойном цехе мясокомбината включали: 4-5 кг сена и 2-3 кг концентратов для молодняка и 7-8 кг сена-и. 4-5 кг концентратов для коров.

В соответствии с поставленными' задачами проведено 4 серии опытов. . ...

В первой серии опытов изучались общие закономерности обмена •

углеводов в системе ГЭВ и влияние на них. возраста и пола животных. Были сформированы семь опытных групп по 10 животных каждая: в первую группу входили бычки месячного возраста; во вторую - одногодовалые бычки; в третью - бычки 1,5 лет; в четвертую - телки' I года; в пятую - телки 1,5 лет; в шестую -коровы 2-5-летнего возраста; в седьмую - коровы 6-10 лет.

В пробах ликвора, притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови определяли концентрацию общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной и лимонной кислот, а также активность ДЦ и ДЦГ. По артерио-венозной разнице определялось суммарное поглощение исследованных веществ всем головным мозгом. О проницаемости Г'ЭБ судили по соотношению содержания компонентов углеводного 'Обмена в ЦСЙС и артериальной крови.

Во второй серии опытов изучалась динамика показателей углеводного обмена в крови и ликворе у крупного рогатого скота в • связи с физиологическим состоянием (беременность, лактация, сухостой). Были сформированы три опытные группы по 10 коров каждая в возрасте 4-6 лет.'В первую группу входили,нестельные нелактирующие коровы, во вторую - нестельные лактирующяе коровы, в третью - нелактирующие стельные коровы на 7,5-8,5 месяцах стельности. Глубокостельные коровы поступили для получения фетальной сыворотки заводом биопрепаратов мясокомбината, что позволило использовать их в нашем опыте.

В третьей серии опытов изучалось влияние на углеводный обмен в системе ГЭБ различного функционального состояния центральной нервной системы. Состояние торможения вызывалось применением препарата "Калипсовет", основным действующим веществом которого является хетамин в форме солянокислой соли. Пре- ' парат вводили внутривенно в дозе 8 мг/кг массы тела животного. Наркоз поддерживали повторным введением'препарата через 20' минут в дозе, составляющей Vg первоначальной.Состояние возбуждения ЦНС осуществлялось использованием кофеина-бензоат \ натрия а дозе 0,015 г/кг массы тела подкожно. ¡

Опыты проводились на двух группах откормочных одногодова-' лых бычков. Исследования в первой группе животных осуществлялись на фоне действия кофеина, во второй - на фоне действия кетамина. Взятие крови и ликвора. производили перед применением данных препаратов, последующие - через 5, 15, 30 минут и

через I, 2, 3, 12 и 24 часа.

В четвертой серии опытов на десяти одногодовалых бычках изучалось влияние-внутривенного введения глюкозы в дозе 0,2 г/кг массы тела на проницаемость ГЭБ. Взятие и исследование проб крови и ликвора производилось перед введением глюкозы, через 15, 30 минут, I, 2, 3,,и 12 часов после ее применения.

Во всех опытах в артериальной, венозной крови и ликворе опре- . делялись концентрации общего сахара (по методу Хагедорна-Иен-сена), глюкозы (орто-толуидиновым методом), пировиноградной кислоты (модифицированным методом Умбрайта), молочной кислоты (по Еюхнеру), лимонной кислоты (модифицированным методом Beut- . ler е., Jeh M.K.j. ), активности альдолазы (по методу В.И.То-варницкого и Е.Н.Валуйской в модификации В.А.Ананьева и В.Р.Обуховой), лактатдегидрогеназы (кинетическим методом по и.Bergmeyer)

Полученный экспериментальный материал обработан статистически методами биометрического анализа на микрокалькуляторе "Б3-34и, корреляционный анализ выполнен на ЭВМ EC-I840 по программе корреляционного анализа " коня", критерий достоверности определялся по таблице Стьюдента.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ "

3.1. Обмен углеводов в системе ГЭБ у крупного рогатого скота

В результате исследований, выполненых в первой серии опытов, определены нормальные гомеостатические уровни содержания общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной и лимонной кис-1 лот в ЦСЖ, в притекающей к мозгу артериальной и .оттекающей от него венозной крови, определены их артерио-венозная разница и коэффициенты проницаемости, выяснено влияние возрастных и половых факторов на обмен углеводов в системе ГЭВ у крупного рогатого скота (табл.).

Материалы исследований свидетельствуют о неодинаковом содержании компонентов углеводного обмена в ЦСЖ, артериальной и ве-

• нозной' крови. Так, в артериальной крови концентрация общего сахара была выше на !&,!% и глюкозы - на II,8$, чем в венозной

• крови, содержание молочной кислоты в артериальной крови было на. 9,1% ниже, пировиноградной'-! на 20,1%, лимонной кислоты - на 26,ЭЙ, чем в-венозной крови. '

В ЦСЖ общего сахара содержалось на 23,4$ меньше, чем в арте- .

Таблица

Показатели углеводного .обмена в артериальной (А), венозной (В) крови и ЦСЖ у крупного рогатого скота Ш+т , Л =70)

Показатели

В

ЦСЖ

"А-В"

"ЦСа/А"

- 4,655+0,201 ммоль/л 4,059...5,594

Глюкоза 3,810+0,158 ммоль/л 3,326...4,773

■ Молочная. т 02т .д 035 ■ кислота, ¿.и^+У.Ц-зД

'ммоль/л 0,9оЗ...1,105 Пировино-

ЗЖ?.. 168^58%13,338 мкмоль/л 163,961...215,764

л0Л4^0Л12 ммоль/л 0,112...О,186

АВД, 355,257+16,183 нкат/л 319,839.7.395,694

адг, . н,1п+р,бб4

шскат/л 10,109...12,324

4,044+0,207 3,508...4,818

3,336+0,173 2,896...4,252

1,123+0,039 1,063...1,226

236,029+17,134 206,078.7.276,119

0,194+0,017-О,149...О,232

298,718+12,731 279,162...336,797

9,551+0,641 8,698...10,706

3,568+0,2X8 3,046...4,452

3,017+0,148 2,477.7.4,015

1,051+0,036 0,860.. Л, 182

527,049+26,093 456,511.7.699,530

0,028+0,004 0,024...0,044

29,856+5,420 16,679.7.45,274

0,542+0,101 0,402.7.0,675

+0^61 0,77

+0,46...+0,78 0,72...О,80

+0,47 0,79

+0,42...+0,52 0,74...О,84

-0,102 . 1.03 -О,054...-О,129 0,88...1,20

-47,45

2,79

-32,93...-66,31 2,44...3,24

-0,051

0,20

-О,034...-О,098 0,14...О,29

+56,54 0,084

+36,79..+97,86 0,048...О,114

+1,56 0,049

+0,69...+2,86 0,039...О,060

чз

Примечание: в числителе - средние показатели, в знаменателе - колебания

риальной крови, глюкозц - на 20,8%, лимонной кислоты - на 80, Концентрация пирувата в ЦСЖ была в 2,8-3,3 раза виде по сравнению с его уровнем в артериальной крови и в 2,2-2,7 раза вы-

• ше в сравнении с венозной кровью. Активность АЛД и ЛДГ в лик- ■ воре была в 10-20 раз ниже, чем в притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови.

При корреляционном анализе выявлена высокая и достоверная зависимость между концентрациями общего сахара и глюкозы в артериальной и венозной крови (1~ =0,941-0,988), между артериальной кровью и ЦСЖ (<=0,980-0,984), а также между концентрацией в артериальной крови и венозной крови молочной кислоты . (Г =0,903), лировиноградной ("Г =0,912), лимонной кислоты (Г.0,700), активностью АЛД (Г =0,600) и ЛДГ (Г=0,644).

Артерио-венозная разница всего мозга для общего сахара и глюкозы была положительной, составляя в среднем соответствен- • но +0,61 ммоль/л и +0,47 ммоль/л,■ тогда как для лактата, пирувата и цитрата - отрицательной, составляя соответственно -0,102 ) ммоль/л, -47,47. мкмоль/л и -0,051 ммоль/л.

Следовательно, головной мозг больше задерживает общего са-

• хара и глюкозы из притекающей к нему артериальной 1ф0ви, чем выделяет их в оттекающую от него венозную кровь. Мозг больше выделяет в венозную кровь метаболитов углеводного обмена, чем получает их из артериальной крови.

Активность АЛД в артериальной крови выше в среднем на 56,54 нкат/л, а ЛДГ -на 1,56 мккат/л, чем в венозной крови.

Вторым показателем, объективно характеризующим обмен веществ в системе ГЭБ, является коэффициент проницаемости "ЦСЖ/А".

Коэффициент, проницаемости для общего сахара, глюкозы и цитрата меньше единицы и составляет соответственно 0,77 (0,72... 0,60), 0,79 ( 0,74/..0,84), 0,20 (0,14.. .0,29). Для пировиног- . радной кислоты он был больше единицы и равнялся 2,79 (2,44..-. 3,24). Для молочной кислоты данный коэффициент подвержен значительным колебаниям: он может быть как меньше, так и больше единицы, составляя в среднем 1,03 (0,68...1,20). Следовательно, ГЭБ не только регулирует переход исследованных элементов из-артериальной крови в ЦОК, но и осуществляет это на разных . ■ уровнях для, разных веществ, то есть обладает селективной проницаемостью.

В результате исследований вгявлен ряд изменений в показа- ,■'

: телях обмена углеводов в связи с возрастом и полом животных.

С увеличением возраста животных наблюдалось снижение кон, цнтрации общего сахара и глюкозы не только в крови, но и в ЦСЖ МР^О.ООГ), а также уменьшение их задержания мозгом у бычков и повышение - у телок и коров. Коэффициент проницаемости общего . сахара и глюкозы с возрастом животных' уменьшался, оставаясь меньше единицы.

Более сложные изменения наблюдались в уровнях метаболитов в исследованных биологических жидкостях с увеличением возраста животных. Концентрации лактата и пирувата в артериальной и венозной крови -с возрастом у бычков Повышались, а- у телок и ко. ров - снижались; в ЦСй повышались у животных всех возрастных групп. Уровень цитрата с возрастом в артериальной крови как у ' бычков, так и у телок и коров повышался, в венозной крови у бычков снижался, у телок - возрастал; в ЦСЖ - у бычков повы- ■ шалея, а у телок и норов тлел тенденцию к снижению.

Активность АИД в крови у годовалых бычков и коров была ниже, чем у одномесячных бычков. В ЦСЖ активность А)Щ значительно колебалась, при этом более высокий ее уровень-наблюдался у . . 1,5-годовалых бычков и более низкий - у 1,5-годовалых-телок. Достоверных изменений в связи с возрастом животных не выявлено.

Отмеченные выше различия в показателях углеводного обмена у животных разного возраста и пола несомненно обусловлены нейро-гормональными влияниями в процессе формирования их организма.

3.2. Углеводный обмен в системе ГЭБ у крупного

рогатого скота в связи с физиологическим состоянием в периоды воспроизводительного цикла

• Результаты наших исследований во второй серии опытов сви- ■ 1 дете.льйтвуют об определенной зависимости обмена углеводов в системе ГЭБ от физиологического состояния организма..

Установлено, что у лактирующих нестельных коров уровни об, щего сахара и глюкозы в артериальной, венозной крови и ЦСЖ выше, чем у нелактирующих стельных и нестельных коров {Р<0,05 >.

Отмечены различия в показателях артерио-венозной разницы. У стельных- животных меньше удерживалось мозгом из притекающей к нему артериальной крови общего сахара (+0,39 ммоль/л), глюкозы*(+0,30 ммоль/л) и больше выделялось п венозную кровь лимонной кислоты (-0,047 толь/л), чем у нестельных нелактирующих (соответственно +0,56 ммоль/л, +0,38 ммоль/л и -0,02о

ммоль/л) и нестельных лактирующих (соответственно +0,56 ммоль/л +0,41 ммоль/л и -0,020 ммоль/л) коров. Мозгом лактирующих животных больше выводилось пировиноградной кислоты (-52,46 ■ мкмоль/л). Артерио-венозная разница молочной.кислоты у всех коров была отрицательной и существенно не отличалась по группам животных.

Активность АЛД в притекающей к мозгу крови была выше, чем в оттекающей венозной крови у нестельных нелактирующих коров на 33,64 нкат/л, у нестельных лактирующих коров на 49,76 нкат/л, у стельных нелактирующих коров на 40,5? нкат/л; для ЛДГ эта разница составляла соответственно +0,20, +0,59, +0,75' нкат/л.

Коэффициент проницаемости ГЭБ у стельных коров был выше для общего сахара (0,84), глюкозы (0,86), лактата (0,12), пирува-та (3,61), цитрата (0,18), чем у нёсте^ьных животных. Соотношение "ЦСй/А" для альдолазы имело более высокое значение, чем у нестельных,лактирующих живйтных, а для ЛДГ не имело значи- . , мых различий по группам животных.

Анализ направленности вышеуказанных изменений обмена углеводов в системе ГЭБ у крупного рогатого скота в разные периоды воспроизводительного цикла показывает, что ГЭБ, осуществляя защитную и регуляторную функции, избирательно обеспечиват ет изменяющиеся потребности организма при различных его физиологических состояниях. В механизме этих процессов определенное значение имеет гормональный статус животных в период беременности, лактации и яловости.-

3.3. Влияние функционального состояния центральной

нервной, системы на углеводный обмен в системе ГЭБ

Предпринятое нами в третьей серии опытов исследование пока-•зало наличие определенной зависимости деятельности ГЭБ от функционального состояния ЦНС. ,

Головной мозг при возбуждении усиливал поглощение общего сахара и глюкозы, их артерио-венозная разница увеличивалась,а выведение лактата, пирувата и цитрата в оттекающую от него венозную кровь повышалось. При торможении, наоборот,уменьша-. пось задержание мозгом общего сахара (с +0,54 до +0,12 ммоль/л) и глюкозы (с +0,40 до +0,05 ммоль/л), скиталось выделение лактата, пируэата и цитрата в оттекающую венозную кровь. При этом артерио-венозная разница этих кислот из отрицательной станови-' лась положительной, изменяясь длц лактата от -0,16 до +0,20 ммоль/л, для лирувата от -68,71 до +39,50 мкмоль/л, для цитра-

• та от - 0,026 до +0,029 ммоль/л. Следовательно, при наркозе головной мозг больше задерживает данные кислоты из притекающей к нему артериальной крови.

Разница между активностью АЛД в сыворотке артериальной крови и сыворотке венозной крови при возбуждении увеличивалась; при торможении, наоборот, для АЛД она уменьшалась, а для ЛДГ, после незначительного уменьшения на 5-й минуте наркоза,увеличивалась. ' •

Динамика содержания компонентов углеводного обмена в ЦСЖ при возбуждении и торможении в ЦНС также имела ряд различий. Как при возбуждении, так и при тормйжении в ЦСЖ'повышались . концентрации общего сахара (Р<0,001) и глюкозы (Р<0,001), тогда как содержание метаболитов углеводного обмена, особенно 'пирувата, при возбуждении достоверно увеличивалось, а при торможении - снижалось. .

При разном функциональном состоянии ЦНС наблюдалась также разная направленность динамики активности ферментов в ликво-ре: при возбуждении активность АЛД повышалась (Р<0,01), ЛДГ -снижалась (Р<0,001); при торможении снижалась активность ■АЛД и повышалась активность ЛДГ.

Коэффициент проницаемости для общего сахара и глюкозы повышался нак при возбуждении ЦНС, так и при наркозе. При возбуждении этот коэффициент для изучаемых кислот не имел вы-'раженных отличий в разные периоды исследования, а при торможении наблюдалось снижение коэффициента "ЦСЖ/А" для молоодой кислоты от 1,02 до 0,60; для пировиноградной кислоты от 2,92 до 1,48 и для лимонной кислоты от 0,17 до 0,10.

В результате корреляционного анализа показателей углеводного обмена в артериальной, венозной крови и ЦСЖ при возбуждении и торможении в ЦНС в большинстве случаев установлено наличие тесной положительной достоверной корреляции между исследованными компонентами.

Выявленные нами сдвиги в метаболизме углеводов в системе ГЗВ при возбуждении и торможении еще раз подтверждают существующее в науке представление о регулирующем влиянии нервной системы и ее высшего звена - ЦНС - на течение физиологических процессов в организма животных,

3.4. Влияние внутривенного введения гипертонического раствора глюкозы на углеводный • обмен в системе ГЭБ

Проблема повышения проницаемости ГЭБ для лекарственных и других средств имеет важное значение для клинической ветеринарии. В качестве средства, влияющего на проницаемость ГЭБ мы использовали гипертонические растворы глюкозы. • Проницаемость ГЭБ после внутривенного введения подопытным бычкам гипертонического раствора глюкозы повышалась для общего сахара (от 0,76 до 1,15) и глюкоаы (от 0,76 до .1,22), уменьшалась в первые 15-30 минут для лактата (от 1,06 до 0,99), пирувата (от 2,78 до 2,32) и цитрата (от 0,10 до 0,08), а затем повышалась в последующие 2-3 ^аса исследований;

Анализ артерио-венозной разницы показывает, что "сахарная нагрузка"повышает поступление в мозг и задержание в нем общего сахара и глюкозы и, наоборот, усиливает выделение моз-J гом в оттекающую венозную кровь метаболитов углеводного обмена.

Указанные изменения в обмене'углеводов с биологической точ-• ки зрения следует признать целесообразным,так как они, с одной стороны, повышают энергетические резервы мозга, а с другой стороны, усиливают выделение из него образующихся продуктов . . обмена.

' -Полученные нами в четвертой серии опытов данные об изменении проникновения -через ГЭБ компонентов углеводного обмена под влиянием гипертонического -раствора глюкозы позволяют направленно воздействовать на барьерные механизмы мозга, повышая в необходимых случаях их проницаемость.

ВЫВОДЫ

1. Гемато-энцефалический барьер у крупного рогатого скота, осуществляя регуляторную и защитную функции,'обеспечивает динамически изменяющийся гомеосгаз основных компонентов углеводного обмена (общий сахара, глюкоза, лактат, пируват, цитрат) и активность Гликолитических ферментов (альдолаза, лак-татдегидрогеназа) в крови и ликворе при различных физиологических состояниях организма и функциональной активности центральной нервной системы.

2. Головной мозг крупного рогатого скота меньше выделяет в . оттекающую от' него венозную кровь, чем получает из притекаю-

. щей артериальной крови общего сахара и глюкозы и, наоборот, больше лантата,пирувата и цитрата.

3. ГЭВ обладает селективной проницаемостью. Коэффициенты 4 проницаемости в системе "ЦС1/А" в среднем составляют для глюкозы - 0,79; общего сахара - 0,77; цитрата - 0,20; лактата -1,03, пирувата - 2,79.

, 4. В ЦСК концентрация общего сахара, глюкозы и лимонной кислоты ниже (Р<0,05-0,001), чем в артериальной и венозной крови, а пировиноградной кислоты - выше в 2 - 2,5 раза.

5. Активность альдолазы в артериальной крови в среднем составляла 355,257+16,189, в венозной' крови 199,718+12,731, в ЦСЖ 29,856+5,420 нкат/л, активность лактатдегидрогеназы в указанных средах соответственно равнялась 11,111+0,664, '9,551+0,641 и 0,542+0,101 мккат/л.

6. С возрастом животных уровень общего сахара и глюкозы в крови и ЦСй снижается, интенсивность выделения мозгом молочной и пировиноградной кислот у бычков увеличивается, а у телок и коров уменьшается. Противоположная направленность .изменений в связи с возрастом наблюдалась в динамике цитрата. .Проницаемость ГЭБ для глюкозы-с возрастом снижается. -

7.' Обмен углеводов в системе ГЭБ претерпевает ряд изменений в связи с физиологическим состоянием животных в разные перио--ды воспроизводительного цикла. В пбслбднюю стадию стельности

' у коров повышается проницаемость ГЭБ, усиливается выделение •мозгом метаболитов обмена. При лактации повышается концентрация общего сахара и глюкозы в крови и ЦСЖ и активность ферментов.

8. При возбуждении и торможении в ЦНС, вызванных соответственно кофеином и'кетаминоы, динамика показателей обмена угле- " водов в системе ГЭБ имеет противоположно направленный характер: при возбуждении усиливается задержание мозгом общего - сахара и глюкозы, но увеличивается выделение лактата, пирувата, цитрата, при торможении уменьшается задержание общего сахара и глюкозы и увеличивается метаболитов.

9.■Внутривеннное введение 40&-ной глюкозы в дозе 0,2 г/кг массы тела'повышает у бычков проницаемость ГЭБ для общего са- . хара и глюкозы, а на2-3-ем часах также для метаболитов углеводного обмена. • •

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Установленные йами уровни общего сахара, глюкозы и основных метаболитов углеводного обмена в цереброспинальной жидкости у крупного рогатого скота в связи с их возрастом, полом и физиологическим состоянием рекомендуется использовать

в качестве нормальных физиологических показателей в диагностической работе и при проведении экспериментальных исследований.

2. Способность гипертонических растворов гликозы повышать проницаемость F8B, а также концентрации углеводов в.ликворе и . крови мозга позволяет- использовать их в клинике в случаях, когда требуется усиление питания и энергетических потребностей головного мозга. i

3. Новые материалы диссертации о роли ГЭБ в метаболизме углеводов в головном мозгу (у крупного рогатого скота рекомендуется использовать -в учебном процессе сельскохозяйственных вузов.

.СПИСОК-РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

I..Кочуева Н-.А. Показатели углеводного обмена в системе' гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота// Мат.Всесоюз.конф.Тарту, 13-15 сентября 1989 г.: Тез.докл.-•Таллин, 1990.- 4.1.- С.I80-I8I.

2. Кочуева H.A..Обмен углеводов в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота // Сб.науч.тр./ ' Лен.вет.ин-т.- 1990,- Вып.III.- С.60-64.

3. Кочуева H.A. Активность некоторых ферментов обмена углеводов в системе гемато-энцефалического барьера у крупного .рогатого скота// Сб.науч.тр./ Лен.вет.ин-т.- 1990.- Вып.III.— С.64-68.

4. Кочуева H.A. Содержание компонентов углеводного обмена в крови и цереброспинальной жидкости крупного рогатого скота разного возраста // IX Всесоюз.науч.-практич.конф.молодых ученых и специалистов:' Тез.докл.- Оренбург, 1990.- С.37-38.

5. Кочуева.H.A. Обмен углеводов в системе гемато-энцефалического барьера при торможении ЦНС //.X Всесоюз.науч.-прак-тич.конф.молодых ученых и специалистов: Тез.докл.- Оренбург, 1990.- С.48., ' ' •

•6. Кочуева H.A. Содержание компонентов углеводного обмена в крови и ликворэ у крупного рогатого скота в связи с их физио-

: логическим состоянием // Науч.конф.препод.состава, науч.сотр. и аспир. Лен.вет.ин-та: Тез.докл.- Л., 1991.-С.50-51. 7. Кузнецов А.К., Кочуева H.A., Смолин А-Г. Влияние сахарной нагрузки на углеводно-липидньгй метаболизм в система геиато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота// Всесоюз.совет.Боровск, 10-12 сентября 1991 г.: Тез докл,-Боровск, 1991.- С.128-130. .