Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

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

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "ОБМЕН УГЛЕВОДОВ В СИСТЕМЕ ГЕМАТО-ЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РСФСР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИ И ВЕТЕРИНАРНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

КОЧУЕВА Наталья Анатольевна

УДК 612.015.32:636.22-/2$

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

Специальность: 03.00.13 — Физиологии 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 наук РСФСР, члеи-корр. Российском АН, доктор биологических наук, профессор Ноздрачев Л, Д.; доктор биологических наук. е. н. с. Протасов Б. Н.

Ведущее учреждение — Екатеринбургский сельскохозяйственный институт. Л

Защита диссертации состоится « Л{? , 1992 г, в

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

Адрес института: 196081, г. Санкт-Петербург, Московским пр., д, П2.

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

Автореферат разослан * *Т А- 199^ г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

доцент эйсымонт 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.Q.Солдате«ков (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), A.M.Емельянов и др. (1978), «i.D.Hess (1948), R.D.Iteid XI950),

K»X..Dlaxter (1961), D.B.Armstronfi (1965), H.A.Hardt (1966),

B.Bergman (1977), M.F.Crech (1977) И Др., ЧТО обусловлено их важной роль» 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 гема то-энцефэ л ич е с ко г о барьера (ГЗЕ) в обмене веществ в головном мозге - этого уникального морфо-функциональ-ного образования, обладающего регуляторноЙ и защтной фикциями по отношению к внутренней среде центральной нервной системы (ЦНС).

Сформулированное Л.С.Штерн в 192I г. учение о ГЭБ получило успешное развитие в работах ее учеников и последователей (Кассиль Г.Н., 1963, 1983; Фридман А.П., 1971; Майзелис М,Я.,1973, 1981; РосинЯ.А., 1977, 1981, 1984; Dauson II. , 1976; Bred-bery И. ,1979; Yohanson O.E. , 1989 и Др.).

Однако в литературе по-существу отсутствуют данные о целевых исследованиях метаболизма углеводов в системе ГЭБ у сельскохозяйственных животных. Отдельные сообщения касаются методики получения ликвора, содержания некоторых органических и неоргани- ' ческих веществ в цереброспинальной жидкости (ЦСЖ) и тканях мозга, введения лекарственных препаратов в ликворцу» систему мозга животных (Алиев A.A., 1974; Бушкев 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 также влияния физиологического состояния организма и функционального состояния ЦНС на деятельность ГШ у крупного рогатого скота остаются нерешенными.

. ■ Вместе с тем, требования ветеринарной клиники настойчиво диктуют необходимость более глубокого изучения теоретических аспек-

тов фзИТЩН"ЧЧр"Г1Г1ИТ ГТ И гр""^ ""'"l ч-Т"

юй системы у сель-3

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ К ЛМОГЕКА Моек, «ел-ст... г.кадомии

снехозяйственных 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 ГЭВ в обмене углеводов головного мозга у крупного рогатого скота. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи: ' <

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

Изучить обмен углеводов в системе ГЭВ при различном физиологическом состоянии организма-(возраст, пол, беременность,-лактация, сухостойный период). . ) 3. Выяснить влияние на углеводной обмен в системе ГЗВ функционального состояния ЦИС (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 и лимонной кислот, а также активность АДЦ и. ЛДГ в лннворе, в притекающей к мозгу и оттекающей от него крови у крупного рогатого скота. Установлено, что головной мозг меньше выделяет в венозную кровь общего сахара и глюкозы, чем получает их иэ притекающей крови и, наоборот, больше выделяет в венозную кровь метаболитов углеводного обмена. Выявлено наличие селективной проницаемости ГЭВ. Коэффициент его проницаемости для сахара , глюкозы и цитрата меньше единицы, для пирувата - больше, .

■Изучено влияние на метаболизм углеводов в системе ГЭВ воз-, 1 растных и половых факторов, физиологического состояния в периоды воспроизводительного цикла (стельность, лактация, сухостой) н функционального состояния ЦНС (возбуждение, торможение), Уста-

ковлено, что изменения б обмене углеводов при возбуждении и торможении в ЦНС, вызванных меди на мент озными средствами, имеют, как правило, противоположную направленность.

Доказана возможность повышать проницаемость ГЭБ 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 бить использованы в качестве нормальных гомеостатических показателей как справочный материал в практике зооветеринарной работы и Утри 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 ветеринарного института (1990, 1991), на III научной конференции молодых 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 ; производства и повышения качества сельскохозяйственной продукции" .(Оренбург, .1991), на Всесоюзном совещании:"Новне аспекты участия биологически активнгос веществ в регуляции метаболизма и продуктивности сельскохозяйственных животных** (Боровск, 1991), а также на заседании кафедры физиологии института.(1991).

Публикации. Материалу дис серта цн они о й работы изложены в 7-ми научных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает следующие разделы; введение, обзор литературы, материал и метода исследования, результаты собственник исследований, их обсуждение и заключение, выводы и приложения.

Диссертация изложена на 231 странице машинописного текста, содержит 24 таблицы и 32 рисунка. Список литературы включает 301 наименование, в том числе 12В иностранных источника.

Вопросы, выносимые на защиту.

X. Основные закономерности обмена углеводов в системе ГйБ, вытекающие из результатов комплексного исследования содержания компонентов углеводного обмена в ЦСН, в притекающей к мозгу и оттекающей от него крови, определения их проницаемости и артерио-веноэноЯ разницы всего мозга.

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

. 2. материал и метода исследования

Экспериментальная часть работы выполнена в условиях мясокомбината и на кафедре физиологии института' в 1988-1991 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 имели хорошую или удовлетворительную упитанность, были клинически здоровы. Подопытные животные в период опытов содержались в течение 3-5 суток в предубойном цехе мясокомбината.

Кормление животных в хозяйствах, из которых он« поступали на мясокомбинат, проиоводилось по рационам, сбалансированным по основным питательным всицествам в соответствии со справочным пособием "Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных" (Агропромиздят, 1Ш5). Рационы животных в период содержания их в предубойлом 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 е поставленными задачами проведено 4 серии опытов. .

В первой серии опитоп изучались общие закономерности обмена

углеводов & системе ГЭС 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 чет вертуд - телки I года; в пятую - телки 1,5 лет; в шестую -коровы 2-5-летнего возраста; в седьмую - корови 6-10 лет.

В пробах ликвора, притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови определяли концентрацию общего сахара, глюкозы, молочной, пирсвиноградной и лимонной кислот, а также активность АЛД и ЛДГ. По эртерио-венозной разнице определялось суммарное поглощение исследованных веществ всем гЪ ЛОВ1ШМ мозгом. О проницаемости ГЗБ судили по соотношению содержания компонентов углеводного обмена в ЦСЖ и артериальной крови.

Во второй серии опытов изучалась динамика показателей угле водного .обмена в 1ф0ви 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 ¿актирующие коровы, в третью - нелактирукхцие стельные коровы на 7,5-6,5 месяцах стельности, Глубокостельные коровы поступили для получе ния фатальной сыворотки заводом биопрепаратов мясокомбината, что позволило использовать их в нашем опыте.

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

Опыты проводились на двух группах откормочных одного до ва-' лык 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 15, 30 минут и

через 2, 3, 12 и 24 часа. '

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

Во всех опытах в артериальной, венозной крови и ликворе определялись концентрации общего сахара (по методу Хагедорна-Иен-сена), глюкозы (орто-толуидиновым методом), пировиноградной кислоты (модифицированным методом Умбрайта), молочной.кислоты (по Бюхнеру), лимонной кислоты (модифицированным методом Beut- , ler е., Jeli м.К.j. ), активности альдолаэы (по методу В.И.То-варницкого и Е.Н.Ввлуйской в модификации В.А.Ананьева и В.Р.Обуховой), дактатдегидрогеназы (кинетическим методом ПО (J.Bergroeyer)

Полученный экспериментальный материал обработан статистически методами биометрического анализа на микрокалькуляторе "БЗ-34", корреляционный анализ выполнен на ЭВМ EC-I840 по программе корреляционного анализа ** копа", критерий достоверности определялся по таблице Стьмдента.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Обмен углеводов в система ГЭБ у'крупного рогатого скота

В результате исследований, выполнены* в первой серии опытов, определены нормальные гомеостатические уровни содержания общего сахара, глюкозы, молочной, пировиноградной и лимонной кислот в ЦСЖ, в притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови, определены их артерио-венозная разницаи коэффициенты проницаемости', выяснено влияние возрастных и половых факторов на обмен углеводов в системе ГЭЁ 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 IÖ, 1% и глюкозы - на 11, iM, чем в венозной крови, содержание молочной кислоты'в артериальной крови было на.

ниже,' п;д]ровиноградной - на £0,1$, лимонкой кислоты - на 26,чем1 в-венозной крови, '.

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

а

Таблица

Показатели углеводного .обмена в артериальной (А), венозной (В) крови и ЦСЖ у ' Крупного рогатого скота (М+гп , Л =70)

Показатели А В ЦСЖ "А-В" . . "ЦШ/А"

- 4,656+0,201 : 4,044+0,207 3,566+0,218 40,61 0,77

ммоль/л 4,059.7.5., 594 3,508...4,818 3,046...4,452 +0,46...40,78 0,72,..0,80

Глюкоза 3,810+0,158 ' 3,336+0,173 3,017+0,148 +0,47 0,79

шояг/л 3,326.7.4,™ 2,896.7.4,252 2,477.7.4,015 +0,42...+0,52 0,74...0,84

■ 1,123+0,039 1,051+0,036 -0.102 . 1.03

шоль/л' 0,963...1,105 1,063...1,226 0,860...1,182 -0,054...-0,129 0,88...1,20

Пирозино-

кйслота 183.583+13.338 236,029+17,134 527,049+26,093 ' ^7,45 2,79

акможь/л 163,981.7.215,764 206,078.7.276,119 456,511.7.699,530 -32,93...-66,31 2,44..,3,24

0,14340,012 0,194+0,017. 0,028+0,004 -0,051 0,20

мюль/л* 0,112.7.0,186 0,149...0,232 0,024,..0,044 -0,034...-0,098 0,14...0,29

АИД, ' 356,257+16,183 298,718+12,731 29,856+5,420 +56,54 0,084

нкат/1 319,839...395,694 279,162.7.336,797 16,№9...45,274 +36,79..+97,86 0;048...0,114

ЛДГ, . 11,111^0,664 9,551+0,641 0,542+0,101 +1,56 0,049

шаш т/л 10,109...12,324 8,698...10,706 0,402...0,675 +0,69...+2,86 0,039...0,060

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

риальноП крови, глюкозы - на 20,£ГГt, лимонной кислоты - на 80,4&. Концентрация пиру вата в ЦСЖ была а 2,6-3,3 раза вше по сравнении с его уровнем в артериальной крови и в 2,2-2,7 раза выше в сравнении с венозной кровью. Активность АЛД и ЛДГ в лик-воре была в 10-20 раз ниже, чем в притена»щей к мозгу артериальной и оттекающей oj него венозной крови.

При корреляционном анализе выявлена высокая и достоверная зависимость ме^пу концентрациями общего сахара и глюкозы в артериальной и венозной крови (<"=0,941-0,908), мевду артериальной кровью и ЦСЖ (f вО,900-0,984), а такие между концентрацией в артериальной крови и венозной крови молочной кислоты (Г »0,903), пировиноградной (f »0,912), лимонной кислоты ( f «0,700), активностью АВД (Г«=0,600) и ЛДГ ( Г»0,644).

Аргерио-венозная разница всего мозга для общего сахара и глюкозы была положительной, составляя в среднем соответственно +0,61 ммоль/л и +0,47 ммоль/л,- тогда как для лактата, пиру-вата и цитрата - отрицательной, составляя соответствённо -0,102

.1 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 крови, чем выделяет юс 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 нрови выше в среднем на 56,54 нкет/л, а ЛДГ -на 3,56 мкнат/л, чем в венозной крови.

Втормм 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,b0), 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 (О,68,.,1,20). Следовательно, ГЭБ не только регулирует переход исследованных элементов

■ из- артериальной крови в ЦОК, но и осуществляет это на равных

■ уровнях для разных веществ, то есть обладает селективной проницаемостью. ' ' . ' ,

В результате исследований bi'явлен ря^ изменений в покяэа-

: 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 ЦСМ 4(1*0,001)t а также уменьшение их задержания мозгом у бычков и повышение - у телок И коров. Коэффициент проницаемости общего . сахара и глюкозы с возрастом животных уменьвался, оставаясь меньше единицы.

Более сложные изменения наблюдались в уровнях метаболитов в исследованных биологических жидкостях о 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 ЦСЖ повышались у животных всех возрастных групп. Уровень iywpaTa с возрастом в артериальной крови как у 'бычков, гак и у телок и коров повышался, в венозной крови у бычков снижался, у телок - возрастал; в ЦСЖ - у бычков повышался, а у телок и коров имел тенденцию к снижению.

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

Отмеченные выше различия в показателях углеводного обмена у животных разного возраста и пола нёсооденно обусловлены неИро-' 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- ■ детельйтвуют об определенной зависимости обмена углеводов в системе ГЗВ от физиологического состояния организма.

Установлено, что у лактирущих нестельних коров уровни общего сахаре и глюкозы а артериальной, венозной крови и ЦСМ выше, чем у не каптирующих стельных и нестельных коров (IVO,05),

Отмечены различия в показателях артерио-венозней разницы. У стельных животных меньше удерживалось мозгом из притекй»-■щеЯ к нему артериальной крови общего сахара (+0,39 ммоль/л), глюкоэы(+0,30 ммоль/л) и больше выделялось в венозную кровь лимонной кислоты (-0,047 ммоль/л), ч?м у нестелышх пела кг и- -руювдих (соответственно +0,50 ммоль/л, +0,38 ммоль/л tt -0,026

ммоль/л) и нестельных лактируших (соответственно +0,56 ммоль/л +0,41 ммоль/л и -0,020 ммоль/л) коров. Мозгом лактирующих животных больше выводилось лировиноградной кислоты (-52,46 ■ мнмоль/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 нелвктирующкх коров на 33,64 нкат/л, у нестельных лактируэдих коров на 49,76 нкат/л, у стельных нелактирущих коров на 40,нкат/л; для ДДГ 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 нёстеАьных животных. Соотношение "ЦСЖ/А" для альдолазы Имело более высокое значение, чем у ноетельных.лактирующих живЬтных, а для ВДР 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 обеспечивает 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 показало наличие определенной зависимости деятельности ГЭБ от функционального состояния ЦНС.

Головной мозг при возбуждении усиливал поглощение общего сахара и глюкозы, их артерио-вено зная разница увел!1чивалась,а выведение лактата, пирувата и цитрата в оттекающую от него венозную кровь повышалось. При торможении, наоборот,уменьша-. лось задержание мозгом общего сахара (с +0,54 до +0,12 ммоль/л) и глюкозы (с +0,40 до +0,05 ммоль/л), снижалось выделение лактата, пирувата и цитрата в оттекающую венозную кровь. При этом ■ артерио-венозная разница зтих кислот из отрицательной станови-* • лась положительной, изменяясь wtfj лактата от -0,16 до +0,20 ммоль/л, для пирувата от -68,71 до +39,50 мкмоль/л, для цитра-

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

' Разница между активностью АЛД в сыворотке артериальной кро ви 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 ЦСМ при возбуждении и торможении в ЦШ также имела ркд различий. Как при возбуждении, так и при тормбжении в ЦСМ'повышались .концентрации общего сахара (Рс0,001) и глюкозы (Р<0,001), тог да как содержание метаболитов углеводного обмена, особенно пирувата, при возбуждении достоверно увеличивалось, а при торможении - снималось.

При разном функциональном состоянии ЦНС наблюдалась также разная направленность динамики активности ферментов в лнкво-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 как при возбуждении ЦНС, так и при наркозе. При возбуждении этот коэффициент для изучаемых кислот не имел выраженных отличий в разные периоды исследования, а при торможении наблюдалось снижение коэффициента "ЦСЖ/А" для мояо'шой 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 ГЭБ при возбуждении и торможении еще раз подтверждают существующее в науке представление о регулирующем влиянии нервной системы и ее дасшего эвенэ - ЩЮ - на течение физиологических процессов в организме животных,

3.4. Влияние внутривенного введения гипертонического раствора глюкозы на углеводный ■ обмен в системе ГЭВ

Проблема повышения проницаемости ГЭВ для лекарственных и других средств имеет важное значение для клинической ветеринарии. В качестве средства, влияющего на проницаемость ГЭВ мы использовали гипертонические растворы глюкозы. ■ Проницаемость ГЭВ после внутривенного введения подопытный бычком гипертонического раствора глюкозы повышалась для общего сахара (от 0,76 до 1,15) и глюкозы (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-' 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 ГЭВ компонентов углеводного обмена под влиянием гипертонического-раствора глюкозы позволяют направленно воздействовать на барьерные механизмы мозга, повышая в необходимых случаях их проницаемость.

выводи

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

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

; щей артериальной крови общего сахара и глюкозы и, наоборот, больше лактата,пирувата и цитрата,

Э. ГЭВ обладает селективной проницаемостью. Коэффициенты ^проницаемости в системе "ЦСЩ/А" в средне« составляют для глюкозы - 0,79; общего сахара - 0,77; цитрата - 0,20; лактата -1,03, пирувата - 2,79,

- 4. В ЦСИ 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 н глюкозы в крови и ЦСЖ 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 ГЭВ для глюкозы с возрастом снижается. •

7; Обмен углеводов в системе ГЗВ претерпевает ряд изменений в связи с физиологическим состоянием животных в разные периоды воспроизводительного цикла. В послбднт стадию стельности у коров повышается проницаемость ГЭБ, усиливается выделение мозгом метаболитов обмена. При лактации повышается концентрация общего сахара и глюкозы а крови и ЦСЖ и активность ферментов. ■ ■

8, При возбуждении и торможении вЦНС, вызванных соответственно кофеином и'кетамином, динамика показателей обмена углеводов в системе ГЗВ имеет противоположно направленный характер; Ори возбуждении усиливается задержание мозгом общего сахара и глюкозы, но увеличивается вцаелекие лактата, пирувата, цитра-

• та; при торможении уменьшается задержание общего сахара и глюкозы и увеличивается метаболитов.

9. Вцутриьеннное введение 40&-ной глюкозы в дозе 0,2 г/кг массы тела'повышает у бычков проницаемость ГйБ для общего сахара и глюкозы, а на'2-З-ем часах также для метаболитов углеводного обмена. ' ■

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

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

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

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

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

. СПИСОК- РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ГО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кочуева Н". А. Показатели углеводного обмена в системе' гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота// ■ Ыат.Всесоюз.конф.Тарту, 13-15 сентября 1969 г.: Тез.докл.-Таллин, 1990.- Ч.1.- C.I80-I8I.

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

3. Кочуева H.A. Активность некоторых ферментов обмена углеводов в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота// Сб.науч.тр./ Ден.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 Воесоюз,науч.-практяч.нонф.молодых ученых и специалистоЁГ Тез.докл.- Оренбург, 1990,- С.37-38.

5. Кочуева.H.A. Обмен углеводов в системе гемато-энцефалического барьера при торможении ЦНС //X Всесоюз.науч.-практик.конф. молодых ученых и специалистов: Тез.докл.- Оренбург, 1990.- С.40.;

. б. Кочуева H.A. Содержание компонентов углеводного обмена в крови и ликворе у крупного рогатого скота в связи с их фиэио-

логическим состоянием // Науч.конф.препод.состава, науч.сотр. и аспир. Лен.вет.ин-та: Теэ.докл.- Л., I991.-С.50-51.

7. Кузнецов А,К., Кочуева H.A., Смолин А.Г, Влияние са-"харной нагрузки на угле водно-лкпидный метаболизм в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота// Всесоюз.совет.Боровск, 10-12 сентября 1991 г.: Тез докл.-Боровск, 1991.- С,128-130. .

РТП.Тяп.ВМР.Зак«92б.Т*р,100. 24.12.9:1.Бвсшишо.

Бесплатно