Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Обмен витаминов В1 и С в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Обмен витаминов В1 и С в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота"

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА и продовольствия РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВЕТЕРИНАРНОЙ МЕДИЦИНЫ

На правах рукописи

ОБМЕН ВИТАМИНОВ В, И С В СИСТЕМЕ ГЕМАТО-ЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 1996

Работа выполнена на кафедре физиологии сельскохозяйственных животных Санкт-Петербургской академии ветеринарной медицины

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ, доктор

ветеринарных наук, профессор КУЗНЕЦОВ А. К.

Официальные оппоненты:, доктор биологических наук, профессор

ПРОТАСОВ Б.И.

доктор биологических наук, член-корреспондент Академии технологических наук, профессор ХОВАНСКИХ А.Е.

Ведущее учреждение - Санкт-Петербургский Государственный

Университет

Защита диссертации состоится: в 13 час. на заседании Специализированного совета К.120.20.01 в Санкт-Петербургской академии ветеринарной медицины.

Адрес академии: 196084, Санкт-Петербург, Черниговская улица, д. 5.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Санкт-Петербургской академии ветеринарной медицины.

Автореферат разослан " ¥" и-сск/У^сг 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

доцент ЭЙСЫМОНТ Т.А.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Учение о гемато-энцефалическом барьере, основы которого были заложены академиком Л.С.Штерн еще в 1921 голу, получило дальнейшее развитие в многочисленных трудах отечественных и зарубежных исследователей.

Существенный вклад в разработку проблемы физиологии гемато-энцефачнческого барьера внесли Г.Н.Кассиль (1937), А.П.Фридман (1957), Я.А.Росин (1977), М.П.Маизелнс (1973), Д.А.Шамбуров (1954), П.М.Цветаиова (1974), А.Ю.Макаров (1973), Ю.А.Малашхия (1982), Г.Мак-Ильвейн (1962), Э.Эйнштейн (1988), V.Kafka (1912, 1933), M.Bradbury (1979), H.Weed (1935), M.Davson (1967) и др.

Работами вышеуказанных и рядом других исследователей изучены структура и основные закономерности функционирования немато-энцефалнческого барьера (ГЭБ) преимущественно в опытах на лабораторных животных или относящихся к человеку.

Исследования iia сельскохозяйственных животных до недавнего времени были весьма ограниченными (Федотов А.И., 1951; Фридман А.П., 1971). В последующие годы выполнен ряд исследований на крупном рогатом скоте по изучению обмена в системе ГЭБ минеральных веществ (Донков СЛ., 1987; Кузнецов А.К., Донков С.А., 1990), углеводов (Кочуева H.A., 1991), липндов (Смолин А.Г., 1991) и белков (Панова H.A., 1993).

'Обмен витаминов В, и С в системе ГЭБ у сельскохозяйственных животных не исследовался, хотя они принимают непосредственное участие в обменных процессах, протекающих в мозгу.

Витамин В, является одним из наиболее активных биологических катализаторов. Особое значение он имеет для нервной системы, где участвует в регуляции метаболических процессов, будучи в форме тиаминдифосфата (ТДФ) кофактором ферментативных реакций окислительного и неокислнтелыюго декарбоксилнрования кетокислот и играет важную роль, связанную с рефляцией деятельности нервных клеток.

Витамин С обладает выраженными редуцирующими свойствами, причем выражена способность его окисляться, а также легко восстанавливаться. Способность аскорбиновой кислоты (АК) подергаться окислительно-восстановительным превращением лежит в основе широкого участим ее в обмене белков, углеводов н липндов.

Необходимо также отметить, что Bj-авитамшюзы, С-авнтамнночы сопровождаются значительными нарушениями деятельность центральной и периферической нервных систем (полиневриты, энцефалопатия и др.). Витамин В оказывает влияние на развитие и течение кетозов у коров (Раднатаров В.Д..

1983), нитратных интоксикаций у свиней (Рябцев П.С., 1990) и овец (Иванова Л.Н., 1991).

Все вышеизложенное свидетельствует об актуальности выбранной нами темы диссертационной работы.

Цели н задачи исследования. Основной келью исследования являлось изучение роли ГЭБ в обмене витаминов В, и С в ЦНС у крупного рогатого скота. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Определить содержание общего и свободного тнамнна, ТДФ и АК в ЦСЖ, в притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови, установить их артерио-венозную разницу для головного мозга в целом и проницаемость ГЭБ у крупного рогатого скота разного возраста и пола.

2. Исследовать обмен тиамина и АК у коров в связи с их физиологическим состоянием в разные периоды воспроизводительного цикла (нестельность, беременность, лактация).

3. Выяснить влияние функционального состояния ЦНС при возбуждении и торможении на обмен тнамнна и АК в системе ГЭБ, вызванных соответственно кофеином 1! кетам ином.

Работа выполнена в соответствии с самостоятельным разделом комплексном темы N 7 плана научно-исследовательских работ С.-Петербургской академии ветеринарной медицины на 1.993-1995 гг. N государственной регистрации 01860070332.

Научная новизна. В результате комплексного исследования впервые определены гомеостатические уровни общего и свободного тиамина, ТДФ и АК в ЦСЖ в притекающей к мозгу артериальной крови и оттекающей от него венозной крови у крупного рогатого скота разного возраста и пола. Определена артерио-венозная разница исследованных витаминов для головного мозга в целом и их проницаемость в системе ГЭБ. Установлено, что головной мозг меньше выделяет в венозную кровь витаминов В, и С, чем получает их из артериальной крови, выявлены селективная проницаемость ГЭБ для общего, свободного тиамина, ТДФ и АК. Выяснено, что во второй половине беременности наблюдаются более высокие уровни общего тиамина, ТДФ и АК в ЦСЖ и крови, увеличивается их задержание голорным мозгом. Показано, что на обмен изучаемых витаминов оказывает влияние функциональное состояние ЦНС: при возбуждении ЦНС увеличивается их поглощение,мозгом, а при торможении уменьшается.

Результаты исследований в целом вносят новые данные о роли ГЭБ в обмен витаминов В, и С в головном мозгу и имеют важное теоретическое значение.

Практическая значимость. Установленные уровни общего и свободного тиамина, ТДФ и АК в ликворе, артериальной и венозной крови у крупного рогатого скота разного возраста и полаяв периоды воспроизводительного цикла

рекомендуется использовать в диагностической и лечебной работе в качестве нормальных гомеостатических показателей. Они внедрены н работу Ленинградской областной ветеринарной лабораторией. Теоретические разработки и материалы диссертации используются в учебном процессе на ряде кафедр С.-Петербургской юсударственной академии ветеринарной медицины.

Апробалия_р]\бош- Основные положения диссертации доложены на 3-х научных конференциях профессорско-преподавательского состава С.-Петербургской академии ветеринарной медицины (1994, 1995, 1995 it..).

ГЩУШКЗШШ. Пс материалам диссертации опубликовано 4 статьи в сборниках научных работ академии.

СтруктураЛ-0б:ьег1Л!1ссер1ЭШи1. Диссертация включает разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований и их обсуждение, выводы и практические предложения, список литературы, приложения. Работа изложена на 147 стр. машинописного текста, содержит 9 таблиц, 15 рисунков и 10 приложений. Список литературы включает 243 источника, в том числе 80 иностранных.

Bon росы, выноснмые на защиту.

1. Динамика содержания тиамина и А!< в ЦСЖ, артериальной и венозной крови и их обмен в головном мозгу по показателям артерно-венозной разницы у крупного рогатого скота разного возраста и пола.

2. Обмен общего, свободного тиамина, 'ГДФ и АК в системе ГЭБ при физиологическом состоянии коров в разные периоды воспроизводительного цикла (нестельность, беременность, лактация).

3. Влияние функционального состояния ЦНС при возбуждении и торможении на обмен указанных витаминов в головном мозгу.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Экспериментальная часть работы выполнена в 1993-1995 гг. на животных совхозов Ленсоветовский, Всеволожский, Ручьи и поступающих на убой в С.-Петербургский мясокомбинат. Лабораторные исследования проведены в условиях кафедры физиологии академии.

Опыты проводились на клини"ески здоровом крупном рогатом скоте черно-пестрой породы хорошей и удовлетворительной упитанности.

Кормление животных в совхозах проводилось по хозяйственным рационам, составляемым в соответствии со Справочным пособием - "Нормы и рационы корм'ления сельскохозяйственных животных" (1985). Животные мясокомбината содержались в предубойном цехе и включались в опыты, как правило, на 2-3 день их поступления из хозяйств области. Рацион для взрослого крупного рогатого скота включал 7-8 кг сена и 4-5 кг концентратов, для молодняка - 4-5 кг сена

и 2-3 кг концентратов.

В соответствии с задачами исследования проведено три серии опытов.

В первой серии изучался обмен витамина В! и С в системе ГЭБ у крупного рогатого скота разного возраста и пола. По сходству признаков (возраст, пол, порода, масса тела, упитанность) было сформировано по 9 опытных групп бычков и телочек в возрасте 1-3 и 10-12 дней, 1,2,3,6,9,12 н 24-х месяцев и две группы 5-6 к 10-12 летних коров.

Взятие ликвора к крови дпя исследования проводилось одновременно в две пробирки, одна дня определения витамина В , другая - витамина С. В пробах ликвора, притекающей к мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови, определялось содержание общего и свободного тиамина, ТДФ и АК. 1 !о артерио-венознои разнице определялось суммарное поглощение исследованных веществ всем головным мозгом. О проницаемости ГЭС судили по соотношению содержания витаминов в ЦСЖ и артериальной крови ("ЦСЖ/А").

Во второй серии опытов изучался обмен витаминов В, и С в системе ГЭБ у коров в связи с их физиологическим состоянием в периоды воспроизводительного цикла. Было сформировано три группы коров: нестельные нелактирующне, нестельные лактирующне и стельные нелактирующие. При комплектовании групп учитывались данные зоотехнического учета сроков осеменения коров и результатов исследования на беременность, проводимые ветспецналистами хозяйств. В необходимых случаях нами проводилось ректальное исследование для определения сроков беременности.

В третьей серии опытов изучалось влияние на обмен витаминов В! и С в системе ГЭБ функционального состояния ЦНС на 4-х группах бычков в возрасте 6-6,5 месяцев. В первой группе изучалось влияние возбуждения в ЦНС на обмен витамина В , во второй - витамина С, в третьей - влияние торможения в ЦНС на обмен витамина В, и в четвертой - витамина С. Возбуждение в ЦНС вызывалось подкожным введением кофеин-бензоат натрия в дозе 0,015 г/кг массы тела животных, а состояние торможения в ЦНС внутривенным введением кетамина в форме солянокислой соли. Препарат вводили внутривенно в дозе 8 мг/кг массы тела животного. Наркоз поддерживали повторным введением препарата через 20-30 мин. в дозе, составляющей 1/3 первоначальной.

Схема опытов в обоих случаях была одинаковой. Перед введением того или иного фармакологического препарата одновременно брали артериальную, венозную кровь и ликвор. Полученные при этом.уровни содержания витаминов В, и С принимались за исходные гомеостатические показатели. Затем, после применения тормозного или возбуждающего агента, последующие исследования проводили через 15, 30 минут, 1,2,3,6 и 12 часов.

Регулярно проводилось клиническое обследование животных, при котором определялись: общее состояние, частота дыхания, пульса, температура тела.

Взятие крови и ЦСЖ проводилось в одно и то же время оток, преимущественно в утренние часы и натощак. Артериальную кровь получали из брюшной аорты путем ее пункции инъекционной иглой И-33 по методу И.И.Воронина (1967). Место укола определялось на уровне верхнего контура подвздошно-реберной мышцы левой стороны непосредственно спереди последнего ребра. Венозную кровь получали из яремной вены, при этом место вкола иглы располагали в верхней части яремного желоба. ЦСЖ извлекали из церебро-спинальнои цистерны мозга путем субокципитальной пункции по методу А.В.Синева (1935) и А.П.Фрндмана (1957). Пробы крови н ЦСЖ в день их взятия исследовали в лаборатории кафедры физиологии.

Содержание общего тиамина, свободного тиамина и ТДФ в артериальной, венозной крови и ликворе определяли флюорометрически по методу ['.Д.Елисеевой в модификации Л.А.Строгановой и Н.А.Крюковой (1962). Расчет количества тиаминдифосфата производился по формуле: ТДФ=(общий тиамин - свободный тиамин) х 1,41.

Содержацие витамина С в плазме артериальной, венозной крови и в ликворе определяли по методу Цаиноии в модификации А;Т.Петровой и Т.К.Абрамовой (1979).

В опытах использовано 266 голов крупного рогатого скота, взято 1092 пробы крови и 546 проб ЦСЖ, проведено более 9828 анализов.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Обмен витамина В( в системе ГЭБ у крупного рогатого скота

В результате проведенных исследований определены нормальные гомеостатические уровни общего, свободного тиамина и ТДФ в ЦСЖ, в притекающей к головному мозгу артериальной и оттекающей от него венозной крови у крупного рогатого скота, определены их артерио-венозная разница и коэффициента проницаемости в системе "ЦСЖ/А" (табл.).

Установлено, что головной мозг крупного рогатого скота меньше выделяет в оттекающую от него венозную кровь обшего, свободного тиамина и ТДФ, чем получает их из притекающей артериальной крови. Артерио-венозная разница • для всех исследованных форм тиамина положительная, но весьма низкая: дл4 общего тиамина равна 0,045±0,004, для свободного - 0,020±0,003, для ТДФ -0,035±0,005 мкмоль/л. Концентрация общего тиамина и ТДФ в ЦСЖ в 4,7 раза ниже по сравнению с артериальной кровью и в 3,9 раза с венозной. Коэффициент проницаемости "ЦСЖ/А" для обшего тиамина равен 0,215, для ТДФ - 0,281.

При корреляционном анализе пмяплена высокая и достоверная закиаШость

между содержанием в притекающей к мозгу артериальной крови и оттекающей от него венозной обшего тиамина (г=0,972), свободного тиамина (г=0,941) и ТДФ (г=0,953). Достоверные корреляционные связи средней силы имелись между содержанием общего тиамина в артериальной крови и в ЦСЖ (г=0,637, р <0,05) и ТДФ (г=0,665, р <0,05), а также между оттекающей от мозга венозной крови и ЦСЖ общего тиамина (г=0.625) и ТДФ (г=0,685).

Выявлен ряд закономерных изменений показателей обмена тиамина в связи с возрастом подопытных животных. Установлено, что возрастная динамика общего, свободного тиамина и ТДФ в артериальной, венозной крови и в ЦСЖ изменялась однонаправленно как у бычков, так и у телочек. У 1-3 дневных бычков концентрация общего тиамнна в артериальной крови равнялась 0,385' ±0,008 мкмоль/л, в венозной - 0,341±0,008 и в ЦСЖ - 0,096+0,006 мкмоль/л, у телочек соответственно 0,392+0,007,0,348+0,008 и 0,098+0,004 мкмоль/л. У 2-х месячных бычков она снизилась в артериальной кровн на 42,3%, в венозной, на 49,9%, в ЦСЖ - на 57,2%, у телочек соответственно 43,4%, 48,3% и 56,2%.

В последующие возрастные периоды концентрация общего тиамнна в указанных биологических жидкостях повышалась и была максимальном у 24-х месячных бычков и телок. В артериальной крови у быков указанного возраста содержалось общего тиамина 0,450±0,007 мкмоль/л (Р<0,001), в венозной -0,395+0,009 (Р<0,001) и в ЦСЖ - 0,102±0,005 (Р<0Д)5) мкмоль/л, у телок соответственно 0,482*0,009 (Р<0,001), 0,430+0,009 (Р<0,001) и 0,109+0,003 (Р<0,05) мкмоль/л. У 5-6 и 10-12 летних коров концентрация общего тиамина в крови и в ЦСЖ снизилась до уровня, наблюдаемого у 1-3 дневных телят.

Возрастная динамика содержания свободного тиамина и ТДФ в артериальной, венозной крови и в ЦСЖ была в общем аналогична наблюдаемой для общего тиамина.

Артерио-венозная разница общего, свободного тиамина и ТДФ с возрастом бычков и телочек увеличивалась и была максимальной у 24-х месячных быков и у 10-12 летних коров. Следует отметить очень низкий уровень артерио-венозной разницы всех форм тиамина у подопытных животных.

Коэффициенты проницаемости ГЭБ "ЦСЖ/А" был меньше единицы и колебался по возрастным группам для общего тиамина от 0,187 до 0,250 и для ТДФ - от 0,234 до 0,441.

При анализе результатов исследования влияния пола животных на обмен витамина В, в системе ГЭБ установлены достоверные различия з содержании общего, свободного тиамина и ТДФ между бычками и телочками с наступлением половой зрелости, в первые 6-9 месяцев их жизни существенных различии не наблюдалось. Общего тиамина в артериальной кровн у 12-ти месячных бычков содержалось меньше на 4,3%, а у 24-х месячных - на 6,6%, в венозной крови соответственно на 6,9% и 8,2% по сравнению с телками и нетелями.

Таблица

Показатели

Содержание общего и свободного тиамина, тиаминднфосфата и аскорбиновой кислоты в ЦСЖ, артериальной и венозной крови у крупного рогатого скота (средние данные по 20 возрастным группам), (и=198, мкмоль/л, М±п).

Мкмоль/л

Артериальная кровь

Венозная кровь

ЦСЖ

"А-В"

Коэффициент "ЦСЖ/А"

Общий тиамин

Свободный тиамин

Тиаминдифосфат

Аскорбиновая кислота

0,335±0,008 0,220...0,482 0,153*0,006 0,094.„0,265 0,256±0,007 0,178...0,374 61,632+1,167 40,541...83,807

0,187...0,251

0,285+0,007 0,072+0,004 0,045±0,004 0,215

0.176...0.430 0,042...0,109 0,041...0,055

0,133+0,005 ____0,020±0,003

0,077...0,240 0,016...0,026

0,221+0,007 0,070±0,004 0,035±0,005

0,145...0,334 0,042...0,109 0,032...0,041

40,147+1,181 125,027±1,052 21,485±0,641 _

26,857...56,269 59,505...205,771 13,684...27,538 1,467...2,455

0,281

0,233...0,307 2,029

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

Концентрация свободного тиамина в крови и ликворе у 12 и 24-х месячных телок была недостоверно выше но сравнению с бычками. Содержания ТДФ в крови и ликворе у телох было более высоким, чем у быков (Р<0,05).

Отмеченные выше различия в уровнях тиамина у животных разного пола, очевидно, обусловлены нейро-гормоцальными влияниями в процессе их полового созревания.

3.2. Обмен витамина С в системе ГЭБ у крупного рогатого скота

В результате исследований определены для крупного рогатого скота гомеостатические уровни АК в притекающей к мозгу артериальной крови и оттекающей от него венозной крови, а также в ЦСЖ, определены артерио-венозная разница АК для головного мозга в целом и коэффициент проницаемости "ЦСЖ/А" (табл.).

Установлено, что концентрация АК у крупного рогатого скота по данным исследования, проведенного на 20 возрастных группах животных, в среднем составляет: в плазме притекающей к мозгу артериальной крови - 61,632+1,162 мкмоль/л, в плазме венозной крови - 40,1.47+1,181 икмоль/л. Артерно-венозная разница положительная и в среднем равна 21,485-0,641 мкмоль/л.

Таким образом, головной мозг в целом задерживает для своих метаболических потребностей 34,9% АК из притекающей артериальной крови. Следует отметить очень высокий уровень АК в ЦСЖ, равный 125,027+1,062 мкмоль/л, что в 2,03 раза больше, чем в артериальной крови и в 3,11 раза в венозной.

Коэффициент проницаемости АК в системе "ЦСЖ/А" колеблется по возрастным группам подопытных животных в пределах 1,467-2,455, составляя в среднем 2,03.

При корреляционном анализе установлена высокая и достоверная зависимость между содержанием АК в артериальной и венозной крови (г=0,985, Р<0,001), между артериальной кровью и ЦСЖ (г=0,990, Р<0,001).

Для возрастной динамики содержания АК в плазме артериальной и венозной крови, а также в ЦСЖ характерно снижении ее уровня с увеличением возраста подопытных животных. Максимальный уровень АК в плазме артериальной и венозной крови, а также в ЦСЖ наблюдался у 1-3 дневных телят, составляющий соответственно: у телочек 83,807±1,568; 56,269± 0,681 и 205,771±0,852 мкмоль/ ¡1, у бьржов 83,231у±1,703; 55,247±1,533 и 203,613+1,192 мкмоль/л. Минимальный )|юн(.'нь )становлен но группе бычков в 3-х месячном возрасте и по группе 1012 леших кйров. На фоне непрерывного снижения уровня АК в указанных Гиютиннческнч.жидкостях отмечены незначительные его повышения как у

бычков, так и у телочек в в 1 и 6-ти месячных возрастах.

Артерио-венозная разница с возрастом уменьшалась от 27,992±0,795 мкмоль/ лу I -3 дневных бычков до 16,580+0,511 мкмоль/л у 24-х месячных быков (Р<0,05) и от 27,538+0,481 мкмоль/л у 1-3-х дневных телочек до 13,684+0,625 мкмоль/ л у 10-12 летних коров (Р<0,001).

Выявлен ряд различий в содержании АК в исследованных биологических жидкостях в связи с полом животных. Установлено, что концентрация АК в крови и в ЦСЖ у бычков и телочек до 6-ти месячного возраста достоверно не различалась (Р>0,05). Во все последующие возрастные периоды наблюдался более высокий уровень содержания АК в плазме крови и в ЦСЖ у телочек (Р<0,001).

Артерио-венозная разница АК головного мозга в целом между бычками и телочками не имела достоверных различий. С увеличением возраста как у бычков, так п у телочек она уменьшалась.

Коэффициент проницаемости ГЭБ с возрастом животных уменьшался у бычков с 2,446 з 1-3 дневном возрасте до 1,725 в 24-х месячном возрасте (Р<0,05), у телочек соответственно с 2,456 до 1,687 (Р<0,001).

Отмеченные выше возрастные и половые различия показателей обмена АК у подопытных животных, видимо, обусловлены нейрогуморальными влияниями в процессе формирования их организма и полового созревания в особенности.

3.3. Обмен витаминов В1 и С в системе ГЭБ у коров в периоды воспроизводительного цикла

В опытах второй серии изучено влияние на обмен витаминов В, и С в системе ГЭБ физиологического состояния трех групп коров: нестельных нелактнрующих, нестельных лактирующих и стельных нелактирующих.

Наиболее высокие уровни общего тиамина в артериальной и венозной крови и ЦСЖ наблюдались у нелактирующих коров во второй период стельност и, составляющие в указанных биологических жидкостях соответственно 0,597±0,012 мкмоль/л, 0,488±0,009 мкмоль/л и 0,140±0,007 мкмоль/л. Они были выше у этой группы коров по сравнению с честельнымн нелактирующими в артериальной крови на 20,7%, в венозной - на 4 7,8%, в ЦСЖ - на 55,7% по сравнению с лактирующими нестельными соответствен!! з на 18,9, на 13,2 и на 34,6%.

Концентрация свободного тиамина у стельных нелактирующих коров была ннжЬ по сравнению с нестельными нелактирующими в артериальной крови на 7,2%, и в венозной крови на 13,5%, по сравнению с лактирующими нестельными соответственно на 9,3% и 14,7%. В ЦСЖ свободный тиамин отсутствовал.

Концентрация ТДФ была достоверно выше у стельных нелактирующих

коров по сравнению с нестельными нелактнруюшими в артериальной крови на 66,5%, в венозной - на 60,0%, и в ЦСЖ - 65,4%, а по сравнению с лактнрующими нестельными соответственно на 66,5%, на 49,1% и на 34,6%.

Артерио-венозная разница была положительной, но относительно небольшой. У стельных нелактирующих коров она для общего тиамина составляла 0,109±0,006' мкмоль/л, для свободною - 0,035±0,004 и для ТДФ -0,104±0,005 мкмоль/л, у лактирукнцих нестельных соответственно 0,071±0,004, 0,026±0,003 и 0,063±0,006 мкмоль/л, для нестельных нелактпрующих - 0,046 ±0,005, 0,023±0,003 и 0,034±0,004 мкмоль/л. Головной мозг, следовательно, выделял с венозной кровью 42,2% общего тиамина 65,7% свободного и 30,76% ТДФ из поступивших через ГЭБ с артериальной кровью.

Коэффициент проницаемости в системе "ЦСЖ/А" для общего тиамина у стельных нелактпрующих коров равнялся 0,235, у лактнрующих нестельных -0,207 и для иелактирующих нестельных 0,196, а для ТДФ соответственно 0,260, 0,279 и 0,279.

В опытах по изучению обмена витамина С в системе ГЭБ также наблюдалась определенная зависимость его интенсивности от физиологического состояния коров в период воспроизводительного цикла.

Установлены более высокие уровни. АК в плазме артериальной, венозной крови и ЦСЖ у стельных нелакгирующих коров, составляющие соответственно 64,256±1,363, 40,409*0,908 и 107,371±0,985 мкмоль/л, что было выше по сравнению с лактнрующими нестельными в артериальной на 38,5%, в венозной - на 37,9% и в ЦСЖ - на 43,3%, а по сравнению с нестельными иелактирующнми соответственно на 24,3%, 11,1% и 32,3%.

Выявлены различия проницаемости ГЭБ для витаминов у разных групп коров. У стельных нелактпрующих коров наблюдался, наиболее высокий коэффициент проницаемости для АК, составляющий 1,843.

Достоверные (Р<0,05) положительные средней степени корреляционные связи имелись между лактнрующими и нелактирующими коровами в артериальной крови (г=0,798), в венозной (г=0,693), отрицательные в ЦСЖ (г=- 0,471), между яловыми и стельными коровами соответственно г=0,678, [-0,645 и г=-0,558, а также между лактнрующими и яловыми коровами - г=0,798, .г=0,634, г=-0,477.

Анализ результатов исследовании второй серии опытов показал, что обмен витаминов В, и С наиболее интенсивно протекает у кров во вторую половнну стельности и у лактирукнцих коров, и на меньшем уровне у нестельных.

3.4. Влияние функционального состояния ЦНС на обмен витаминов В, И С в системе ГЭБ

Опыты третьей серии, выполненные на бычках при экспериментально созданных возбуждении и торможении в ЦНС, выявили ряд характерных изменений в функционировании ГЭБ и обмене витаминов В, и С в головном мозгу.

Установлено, что при возбуждении ЦНС, вызванном кофеином, увеличивается поглощение головным мозгом общего, свободного тиамина и ТДФ, повышается артерио-венозная разница и коэффициенты их проницаемости.

Артерно-венозная разница общего тиамина ко 2-му часу после подкожного введения кофеина увеличилась до 0,076 мкмоль/л по сравнению с 0,046 мкмоль/ л в исходном состоянии (Р<0,05), свободного тиамина соответственно до 0,30 с 0,19 мкмоль/л, ТДФ - до 0,065 с 0,037 мкмоль/л (Р<0,05).

При торможении в ЦНС, вызванном кетамином, головной мозг уменьшает задержание общего, свободного тиамина и ТДФ в результате чего их артерио-венозная разница уменьшалась. К 30 и 60-й минутами опыта артерио-венозная разница для всех исследованных форм тиамина была даже отрицательной, т.е. мозг выделял незначительно больше тиамина, чем получал его из артериальной крови (Р<0,05). В последующие сроки наблюдений артерио-венозная разница повышалась и была положительной.

Аналогичная тиамину закономерность поглощения мозгом при изменении функционального состояния ЦНС наблюдалась и для витамина С. Артерио-венозная разница АК при возбуждении в ЦНС повышалась. Максимальный ее уровень наблюдался через час после подкожного введения кофеина, составляющий 28,860 мкмоль/л, тогда как перед его введением был равен 17,620 мкмоль/л (Р<0,001). В последующие сроки наблюдений она достоверно уменьшалась по сравнению с исходным уровнем.

Головной мозг при кетаминовом торможении ЦНС в течение всего опыта меньше задержи ват АК. Разница концентрации в венозной крови по сравнению с артериальной, равная в исходном состоянии 17,488 мкмоль/л к 30-й минуте опыта понизилась до 11,421 мкмоль/л (Р<0,001), затем постепенно повышалась. Показатели общего, свободного тиамина и ТДФ как при возбуждении, так и при торможении возвращались к исходном уровню к 12 часу наблюдений.

Следовательно, головной мозг при возбуждении ЦНС усиливает поглощение и АК, а при торможеннн уменьшает.

Полученные в наших опытах данные об усилении потребления витаминов В, и С мозгом во время возбуждения н снижения их потреблен™ при торможеннн отражают зависимость изменений интенсивности обмена веществ в мозгу от функционального состояния ЦНС.

0.14 0.12 0.1

0.08 0.06 0 04 0,02 Ó

Í- ,

\ > j i

К \i />I 2 У* /

\¡

\ "is Í ч л'" ж

i I

0,360 0.340 0,320 0.300 0.280 0.260 0,240 0,220 £ 0,200 § 0,180 S 0,180 0,140 0.120 0,100 0.080 0,080 0.040 ' 0.020 0.000

i Jy . ..

: YA- .. - г

: Ь

; К ■•;.,;■ ; .'■"•'■ i ' '.; 1 . i 1 2 '. ' i • -

.. i - . . \ .. | . . . f. . 1.....', •-.'- ■ ■■ - ! . И-И^-4 • : - Í ■ •......""/ * - \ '' " /" i a.

- i • ' i'

! I i

минуты

минуты

Динамика содержания общего тиамина при возбуждении (А) и торможении в ЦНС у бычков в артериальной (1), венозной крови (2) и в ЦСЖ (3)

ВЫВОДЫ

1. Гемато-эннефалический барьер, осуществляя регуляторную и защитную функции, поддерживает динамически изменяющийся гомеостаз витаминов В, и С в крови и ЦСЖ, в связи с потребностями мозга при разных физиологических состояниях животных.

2. У крупного рогатого скота в притекающей к мозгу артериальной крови в среднем содержится 0,335±0,008 мкмоль/л, общего тиамина, 0,153±0,006 мкмоль/л свободного тиамина и 0,25б±0,007 мкмоль/л ТДФ, в оттеказоШей от него венозной крови соответственно 0,285±0,007, 0,133±0,005 и 0,221 ±0,007 мкмоль/л, в ЦСЖ - 0,072±0,004,0,000-следы и 0,070±0,004 мкмоль/л. Витамина С в плазме артериальной крови содержится 61,632+1,160, в плазме венозной -40,147±1,181 и в ЦСЖ- 125,027±1,057 мкмоль/л.

3. Выявлено наличие функциональной взаимосвязи между тиамином и АК в процессе их обмена в системе ГЭБ. Положительная и достоверная зависимость средне!! силы наблюдалась в артериальной крови между содержанием общего тиамина и АК (г-0,774), свободного тиамина и АК (г=0,514), между ТДФ и АК (г=0,687), а также в венозной крови соответственно г=0,658, г=0,54{5 и г=0,623. В ЦСЖ имелась отрицательная корреляция между общим тиамином и АК, между ТДФ и АК (г-0,485, Р<0,001).

4. ГЭБ крупного рогатого скота обладает селективной проницаемостью для тиамина и АК. Коэффициент проницаемости в системе "ЦСЖ/А" для общего тиамина равен 0,215, для ТДФ - 0,281 и для АК - 2,029. Свободный тиамйн в ЦСЖ отсутствует.

5. Головной мозг в целом меньше выделяет в оттекающую венозную кровь, чем получает из притекающей артериальной крови на 13,43% общего тиамина, на 13,07% свободного тиамина, на 13,6% ТДФ и на 34,86% АК. Артерио-венозная разница высокая для АК (21,485±0,б41 мкмоль/л) и низкая для общего тиамина (0,045+0,004), свободного тиамина (0,020+0,003 мкмоль/л) и ТДФ (0,035 ±0,004 мкмоль/л).

6. ГЭБ тонко регулирует потребление головным мозгом витаминов В, и С на разных этапах постнатального развития животных. Концентрация всех форм тиамина в крови и ЦСЖ у бычков и телочек до 9-ти месячного возраста снижалась, а с наступлением половой зрелости повышалась. Содержание АК в крови и ЦСЖ снижалось во все возрастные периоды. Артерио-венозная разница тиамина с возрастом животных достоверно не изменилась, а АК - снижалась.

7. Интенсивность обмена витаминов В, и С в головном мозгу У коров изменяется в связи с их физиологическим состоянием в периоды воспроизводительного цикла. Во втором периоде стельности уровни общего гиамина, ТДФ и АК в артериальной, венозной крови и в ЦСЖ, артерио-венозная

разница и коэффициент проницаемости ГЭБ выше, чем у нестельных и лактирующих хоров.

8. Обмен витаминов В, и С в системе ГЭБ находится в зависимости ог функционального состояния ЦНС. При возбуждении, вызванном кофеином, поглощение головным мозгом общего и свободного тиамина, ТДФ и А К увеличивается, а при кетаминовом торможении уменьшается. На 30 и 60 минутах после введения кетам и на положительная артерио-венозная разница меняется на отрицательную.

Практические предложения.

1. Данные о содержании витаминов В, и С в ЦСЖ, артериальной и венозной крови у крупного рогатого скота разного возраста и пола рекомендуются использовать в качестве нормальных гомеостатическнх показателей при диагностической и лечебной работе.

2. Материалы об обмене витаминов В! и С в системе ГЭБ у крупного рогатого скота могут использоваться в учебной работе рядом кафедр ветеринарных и зоотехнических вузов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Гамова В.Ю. Содержание аскорбиновой кислоты в ликворе у крупного рогатого скота разного возраста и пола //Сб. научн. тр./СПб. академия ветер, медицины. - 1994. - Вып. 121. - С. 53-55.

2. Гамова В.Ю. Обмен тиамина в системе гемато-энцефалического барьера у крупного рогатого скота//Сб. научн. тр./СПб. академия ветер, медицины. -1995.-Вып. 123.-С. 33-34.

3. Гамова В.Ю. Обмен витаминов (В, и С) в системе гемато-энцефалического барьера у коров в разные периоды воспроизводительного цикла.//7! ез. докл. 49-й научн. конф. молодых ученых и студентов СПб. гос. академии ветер, медицины. - 1995.-С. 11.

4. Гамова В.Ю. Влияние функционального состояния ЦНС на метаболизм аскорбиновой кислоты в мозгу у крупного рогатого скота//Тез. докл. 49-й научн. конф. молодых ученых и студентов СПб. гос. академии ветер, медицины. -1995. - С. 12.