Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Профилактика транспортного стресса у животных с использованием транскраниальной электростимуляции

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Профилактика транспортного стресса у животных с использованием транскраниальной электростимуляции"

На правах рукописи

Желнина Марина Александровна

ПРОФИЛАКТИКА ТРАНСПОРТНОГО СТРЕССА

У ЖИВОТНЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТРАНСКРАНИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

005531814

005531814

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научный руководитель: заслуженный ветеринарный врач РФ,

доктор биологических наук, профессор Сеин Олег Борисович

Официальные оппоненты: Мамаев Андрей Валентинович,

доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», заведующий кафедрой технологии производства и переработки молока

Ерыженская Надежда Федоровна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ГНУ «Курский научно-исследовательский институт агропромышленного производства» РАСХН, старший научный сотрудник лаборатории ветеринарной медицины

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Брянская государственная

сельскохозяйственная академия»

Защита состоится 17 июня 2013 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.040.03 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70. Тел. (4712) 53-13-30, факс (4712) 53-84-36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова».

Автореферат разослан 17 мая 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета __Г.Ф.Рыжкова

ПФ,

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Из всех существующих в животноводстве стрессов наиболее часто встречается транспортный стресс. При этом стрессе у животных происходят существенные «сдвиги» в организме. Погрузка и транспортировка вызывают у них выраженное беспокойство, повышение рефлекторной чувствительности, учащение пульса и дыхательных движений. Если транспортировка продолжительная, то первоначальное возбуждение сменяется угнетенным состоянием. Это, в свою очередь, приводит к потере живой массы, которая при неправильной транспортировке животных, при недостатке кормов и воды значительно возрастает. У животных снижается качество мяса, оно становится бледным, мягким, водянистым, в мышечных волокнах повышается концентрация молочной кислоты, возрастает pH.

Для профилактики транспортного стресса у животных используются преимущественно фармакологические препараты - транквилизаторы, адаптогены (B.C. Бузлума, 1988; Ф.З. Мирсон, 1988; М.И. Редкий, 1995; A.M. Беркович, 2003; C.B. Бузлума, 2003; J.L. Duhault, 2002). Однако, несмотря на положительные эффекты, недостатком многих фармакологических препаратов является непродолжительность действия, а также способность задерживаться в организме как самих препаратов, так и продуктов их распада. Учитывая это, производству были предложены неинвазивные способы профилактики транспортного стресса у животных, основанные на активации компенсаторно-адаптационных реакций организма путем стимуляции системы биологически активных центров кожи (A.B. Мамаев и др., 2008; К.А. Лещуков и др., 2008).

Однако, несмотря на достигнутые успехи в данном направлении, изыскание новых методов предотвращения и устранения отрицательных последствий воздействия транспортного стресса на организм животных является актуальной задачей.

В последние годы в медицинской практике нашел широкое применение метод транскраниальной электростимуляции (ТЭС) защитных механизмов мозга, разработанный в Институте физиологии И.П. Павлова РАН группой ученых под руководством профессора В.П. Лебедева.

Данный метод был разработан в соответствии с принципами доказательной медицины, предусматривающими получение оптимального эффекта при минимальном уровне воздействия и минимизации побочных эффектов. В основу метода ТЭС положены результаты современных исследований (ядерномагнитнорезонансная томография, ауторадиография, радиоиммуноцитохимия и др.) многолетних рандоминизированных и скрининговых исследований с использованием экспериментальных моделей (В.П. Лебедев, 1988, 1992, 2005; М. Л. Д. Джой и др., 2005; M. L. G. Joy et al., 1989, 1993, 1994). На основании накопленных данных была создана серия аппаратов неинвазивной селективной электростимуляции защитных механизмов мозга, получивших название «Трансаир» (В.П. Лебедев, A.B. Малыгин, 2000).

Исследование центральных и периферических механизмов ТЭС подтвердили обоснованность применения этого метода в практических целях. ТЭС широко используется в медицине (A.C. Попов и др., 2003; М.В. Ме-ликова и др., 2008; С.Н. Касаткин и др., 2009; И.Н. Ручкина и др., 2009 и др.). Все более широкое применение этот неинвазивный способ находит и в практике ветеринарной медицины (О.Б. Сеин и др., 1996, 2008, 2013; Ю.В. Храмов и др., 1997, 1998; А.П. Жуков, 1997, 2009 и др.).

Рабочая гипотеза настоящей работы строилась на материалах источников литературы (В.П. Лебедев и др., 1991, 1998, 2005; Ю.Б. Лишманов, 1997), которые раскрывают роль антиноцицептивной системы мозга и эндогенных опиоидных пептидов в процессах адаптации и стресса.

Цель и задачи исследований.

Целью работы являлось изучение влияния ТЭС на морфофункцио-нальное состояние аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у животных, подвергавшихся транспортировке, и разработка нового способа профилактики транспортного стресса у домашних животных с применением ТЭС.

Для достижения намеченной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить влияние различных режимов ТЭС на общий клинический статус кроликов, овец и крупного рогатого скота;

2. Изучить гистологическую структуру гипофиза, надпочечников и щитовидной железы у бычков после ТЭС и транспортировки;

3. Определить содержание адреналина, кортизола и тиреоидных гормонов в крови бычков после ТЭС и транспортировки;

4. Дать физико-химическую оценку мяса животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

5. Разработать новый способ профилактики транспортного стресса у животных с использованием ТЭС и провести его производственную апробацию на разных видах домашних животных.

Научная новизна. Впервые в научно - производственных опытах изучено стресс - корректное действие транскраниальной электростимуляции на животных, подвергавшихся транспортировке. Впервые выявлены отличительные особенности гистологической структуры аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у животных после ТЭС и транспортного стресса, а также получены новые данные по содержанию адреналина, кортизола, тиреоидных гормонов, глюкозы и малонового диальдеги-да в крови бычков после ТЭС и транспортного стресса. Проведена физико-химическая оценка мяса животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке.

Отличие результатов исследований от данных других авторов состоит в том, что на основании изучения физиологических, биохимических и гистологических исследований получены новые данные, подтверждающие стресс - корректорные эффекты ТЭС при транспортном стрессе у домашних животных разных видов. Впервые использован способ профилактики транспортного стресса у животных с применением ТЭС (Патент на изобретение № 2477154).

Теоретическая и практическая значимость работы. Выявленные морфофункциональные особенности аденогипофиза и надпочечников у животных после ТЭС и транспортировки подтверждают участие антино-цицептивной системы мозга в процессах адаптации. Полученные данные расширяют и конкретизируют существующие представления о влиянии импульсного тока на опиоидергические структуры мозга. Разработанный способ профилактики транспортного стресса у животных можно рекомендовать при перевозке племенных особо ценных продуктивных и декоративных животных.

Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены в учебно-опытном хозяйстве «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова и в учебный процесс при преподавании физиологии животных в Курской ГСХА и Орловском ГАУ.

Основные положения, выносимые на защиту:

- оптимальные режимы ТЭС для профилактики транспортного стресса у кроликов, овец и крупного рогатого скота;

- результаты этологических и клинических исследований у животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

- химические и биохимические показатели оценки мяса у бычков, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

-гистологические особенности аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у бычков после ТЭС и транспортировки;

- показатели содержания адреналина, кортизола и тиреоидных гормонов у бычков после ТЭС и транспортировки;

- способ профилактики транспортного стресса у разных видов домашних животных с применением ТЭС.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение инновационного развития отечественного животноводства» (Новочеркасск, 2011г.);

- Международной научно-практической конференции «Интегра-тивные процессы в образовании и науке-2012» (Москва, 2012г.);

- Международной научно - производственной конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе» (Белгород, 2012г).

- Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2012г.);

- Международной научно-практической конференции «Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО» (Смоленск, 2012г.).

По материалам диссертации опубликовано семь научных статей, в том числе две статьи в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объём и структура работы. Материал диссертации изложен на 162 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты собственных исследований, выводы, практические предложения, список литературы, содержащий 181

источник, в том числе 76 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами и 32 рисунками.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научные исследования выполнялись в 2011-2013 гг. в условиях кафедры терапии и акушерства, вивария, ветеринарной клиники и учебно-опытного хозяйства «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова. Объектом исследований являлись кролики породы советская шиншилла и калифорнийской породы, крупный рогатый скот черно-пестрой породы и овцы романовской породы.

Экспериментальная часть работы состояла из трех серий опытов, которые проводили по схеме, представленной на рисунке 1.

Рис 1. Общая схема исследований

Первая серия опытов была посвящена изучению основных клинических показателей и поведенческих реакций у кроликов, овец и бычков при использовании различных режимов ТЭС. В качестве источника электровоздействия использовали аппарат «Трансаир-2». Подачу постоянного и импульсного тока осуществляли через электроды-зажимы и электроды с резиновым фиксатором, которые располагали на лобной (катод) и затылочной (анод) областях головы подопытных животных.

Кроликам ТЭС проводили в режиме, предусматривающем подачу на электроды постоянного тока, плавно нарастающего в течение двух минут от 0 до 2,0 мА, с последующей подачей импульсного тока с частотой 77Гц, длительностью 3,0 мс и средней силой тока 1,0 мА. Электростимуляцию проводили 2 раза в сутки, утром и вечером, в течение двух дней подряд. Продолжительность одного сеанса составляла 30 мин.

Овцам ТЭС проводили в режиме, предусматривающем подачу на электроды постоянного тока, плавно нарастающего в течение двух минут от 0 до 3,0 мА, с последующей подачей импульсного тока с частотой 77 Гц, длительностью 3,5 мс и средней силой тока 1,5 мА. Продолжительность одного сеанса ТЭС составляла 30 мин.

Бычкам на откорме ТЭС проводили в режиме, который включал подачу на электроды вначале постоянного тока, медленно нарастающего от 0 до 5,0 мА, а затем импульсного тока с частотой 77 Гц, длительностью 3,5 мс и средней силой тока 2,5 мА. Продолжительность одного сеанса ТЭС составляла 30 мин.

Все подопытные животные содержались в помещениях соответствующих виду и отвечающих зоогигиеническим требованиям. Кормление кроликов, овец и бычков осуществлялось по рационам полноценным по питательным, минеральным и витаминным компонентам.

За всеми подопытными животными во время опытов вели наблюдение, учитывали клинические показатели, поведенческие реакции, а также проводили общий гематологический анализ, у кроликов дополнительно определяли в крови содержание бета - эндорфина до и после электростимуляции.

Во второй серии опытов изучали влияние транспортного стресса на общее состояние, физиолого-биохимический статус и морфологическую структуру аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы бычков. С этой целью было отобрано две группы бычков-аналогов 18 - месячного возраста по 7 голов в каждой. Животных перевозили из хозяйства-поставщика на мясокомбинат. Перевозку осуществляли специально оборудованным автотранспортом на расстоянии 118 км.

Бычков 1 опытной группы перед транспортировкой подвергали ТЭС. Бычки 2 контрольной группы электростимуляции не подвергались.

До и после транспортировки за животными проводили наблюдение, учитывали частоту пульса, дыхательных движений, поведенческие реакции, определяли массу тела, брали кровь для общего анализа, а также для определения содержания адреналина, кортизола, тиреоидных гормонов и глюкозы. После убоя у животных обеих групп производили отбор гипофизов, надпочечников и щитовидной железы для гистологического исследования, а также брали пробы мяса для химического анализа.

В третьей серии опытов проводили научно-производственные испытания разработанного способа профилактики транспортного стресса у домашних животных. С этой целью кроликам, овцам и крупному рогатому скоту перед транспортировкой проводили ТЭС в вышеуказанных режимах два раза в день, утром и вечером, в течение двух дней подряд. За всеми подопытными животными проводили наблюдение, определяли общие клинические и гематологические показатели.

При выполнении диссертационной работы был использован комплекс методов, включающий этологические, физиологические, биохимические, гистологические и биометрические исследования.

Этологические исследования. Во время исследований постоянно осуществляли контроль за состоянием здоровья подопытных животных, наблюдали за приемом и поеданием корма, учитывали их реакцию на различные внешние раздражители. Поведенческие реакции у подопытных животных регистрировали в этограммах и протоколировали.

Физиологические методы. До и после транспортировки у животных определяли частоту пульса, количество дыхательных движений за 1 мин. Исследовали СОЭ, гематокритную величину, количество эритроцитов, лейкоцитов, содержание гемоглобина общепринятыми методами (Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии. - М., 1985). Отдельное количество эозинофилов в крови животных подсчитывали с использованием метода И.С. Пиралишвили (1962).

Биохимические методы. Содержание в крови глюкозы устанавливали с использованием наборов реактивов «Клини-Тест». Уровень адреналина определяли флюориметрическим методом (Э.Ш. Матлина, 1964). Концентрацию кортизола, бета-эндорфина, тиреоидных гормонов устанавливали им-муноферментным методом. Содержание в тканях длиннейшей мышцы спины молочной кислоты и гликогена определяли спектрофотометрически, рН устанавливали потенциометрическим методом. Уровень малонового диаль-дегида (МДА) в крови оценивали по реакции с 2 - тиобарбитуровой кислотой (В.В. Рогожин и др., 2004).

Гистологические исследования. Гистологические препараты готовили по общепринятой схеме: фиксация материала, обезвоживание в спиртах возрастающей концентрации и ксилоле, заливка в парафин, приготовление парафиновых срезов на санном микротоме, окрашивание препаратов (Д.С. Саркисов и др., 1996). Фиксировали материал в 10% нейтральном формалине, жидкости Штиве и Карнуа. Окрашивали гистосрезы гематоксилин-эозином, азаном по Гейденгайну, альдегид - фуксином по Хелми - Дыбану, а также применяли ШИК - реакцию с окраской оранжевым Г. Для морфомет-рии клеток и их ядер использовали винтовый окуляр - микрометр. С гистологических препаратов делали фотоснимки с применением микроскопа Penta View 44348.

Гистологические исследования проводили на кафедре терапии и акушерства Курской ГСХА и в Курском областном бюро патологической анатомии.

Биометрические исследования. Полученные данные подвергались биометрической обработке (П.Ф. Рокицкий, 1973) с использованием ПЭВМ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Поведенческие реакции и клинические показатели у кроликов, овец н крупного рогатого скота при ТЭС

Отличительной особенностью выбранных нами режимов ТЭС для кроликов, овец и крупного рогатого скота, от используемых ранее (Б.С. Сеин, 2009; A.M. Выдрин, 2010), являлось уменьшение постоянного тока перед подачей на электроды прямоугольных импульсов. Как показали результаты проведенных экспериментов, уменьшение значений постоянного тока для кроликов до 2,0 мА, овец - до 3,0 мА и крупного рогатого скота -до 5,0 мА не оказывало отрицательного влияния на общее состояние животных и не снижало эффективности электростимуляции.

У преобладающего большинства животных ТЭС в начале сеанса сопровождалась кратковременным возбуждением, повышенной двигательной активностью, учащением пульса и дыхательных движений. Через 5-7 мин поведение животных становилось более спокойным, у некоторых наблюдалось сонливое состояние. После сеанса ТЭС поведение подопытных животных не отличалось от такового от животных, которые электростимуляции не подвергались.

Результаты исследования бета-эндорфина в крови кроликов, которым проводили ТЭС в выбранном режиме, показали, что его содержание через 60 мин после сеанса электростимуляции повышалось с 7,5 ± 0,10 до 28,6 ± 0,27 пмоль/л, а через 3 часа достигало 19,4 ± 0,26 пмоль /л. При этом у контрольных животных содержание бета-эндорфина в эти периоды соответственно составляло 7,8 ± 0,15 и 7,0 ± 0,20 пмоль/л.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что применяемый режим ТЭС оказывает стимулирующее действие на антиноцицеп-тивную систему мозга животных, которое сопровождается «выбросом» в кровь опиоидного пептида бета-эндорфина, обладающего антистрессор-ным действием.

3.2. Особенности морфологической структуры аденогипофиза у бычков после транспортировки

Общий обзор гистопрепаратов показал, что в аденогипофизах бычков контрольной группы клетки располагались группами, между которыми отмечались хорошо выраженные межклеточные пространства, с включениями капель коллоида. Диаметры капилляров расширены и кровена-полнены.

У бычков опытной группы клетки в аденогипофизе располагались в большинстве случаев компактно, прилегая близко друг к другу. Межклеточные пространства уплотнены. Диаметры капилляров, в отличие от контрольных животных, не увеличены, кровенаполнение умеренное. У животных как опытных, так и контрольной группы хорошо дифференцировались хромофобные, базофильные и ацидофильные клетки. Различались данные группы клеток по окраске и форме.

Хромофобы встречаются во всех отделах аденогипофиза, они имеют относительно небольшую величину. Форма их различная, но чаще обнаруживаются клетки с неровными контурами. Ядра небольшие, овальные. В

цитоплазме включения не встречаются. Существенных морфологических различий между хромофобными клетками у опытных и контрольных животных выявлено не было.

Базофильные клетки аденогипофиза представлены тиреотропоцита-ми и гонадотропоцитами. Отличительной особенностью первых является то, что они располагаются, в большинстве случаев, в центральной части аденогипофиза. Форма тиреотропоцитов неправильная. Ядра овальные, лежат в центре клетки. В цитоплазме встречается мелкая зернистость розового цвета. При определении площади ядер тиреотропоцитов было установлено, что у бычков, подвергавшихся ТЭС, она была меньше (23,4 ± 0,36 мкм ) по сравнению с контрольными животными (25,0 ± 0,31 мкм2).

Существенных различий в гистологической структуре гонадотропо-цитов у опытных и контрольных животных нами выявлено не было. Не отмечалось достоверных различий (Р > 0,05) и в площади ядер этих клеток: у бычков опытной группы она составляла 25,1 ± 0,68 мкм2, а у контрольных животных 24,8 ± 0,79 мкм2.

У животных контрольной группы, не подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, в аденогипофизе наблюдалось количественное перераспределение клеточного состава. Преимущественно преобладали ацидофильные клетки, часть из которых гипертрофирована. В цитоплазме клеток содержится обильная грануляция и встречается гомогенизация, площадь ядер увеличена.

Характерной особенностью для контрольных животных являлось скопление ацидофильных клеток у капилляров, которые имели увеличенный диаметр и хорошее кровенаполнение.

У бычков, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, в аденогипофизе перераспеределительные изменения клеток были слабо выраженными. Среди ацидофильных клеток встречается много переходных форм, часть клеток находится в состоянии функционального покоя.

Кариометрические исследования показали, что у бычков опытной группы площадь ядер в ацидофильных клетках в среднем составляла 20,1 ± 0,24 мкм2, а у контрольных животных - 24,3 ± 0,30 мкм2(Р < 0,05).

3.3. Морфофункциональное состояние надпочечников у бычков после транспортировки

Гистологический анализ надпочечников позволил выявить существенные различия в органах бычков опытной и контрольной групп. У животных опытной группы соединительнотканная капсула сохранена, без признаков разволокнения, хорошо просматривается. Отчетливо прослеживается зональность коры. Отмечена умеренная вакуолизация клеток клу-бочковой и пучковой зон. Капилляры имеют увеличенный диаметр, крове-наполнены, особенно в синусоидах коркового вещества. Хромаффиноциты мозгового вещества соответствуют норме, в клетках обнаруживаются относительно крупные округлые ядра, цитоплазма базофильна.

Гистологическая картина надпочечников бычков контрольной группы отличалась от таковой у животных опытной группы. В большинстве случаев соединительнотканная капсула была истончена, имела признаки отека и, в некоторых участках, разволокнения. Границы зон плохо выра-

жены. Толщина клубочковой зоны уменьшена, цитоплазма ее клеток имеет выраженную вакуолизацию. Пучковая зона увеличена, ядра ее клеток пикнотичны. Тяжи вакуолизированных клеток пучковой зоны пронизаны капиллярами с увеличенным диаметром. Сетчатая зона, в отличие от пучковой, представлена гипертрофированными кортикоцитами. Вакуолизация их цитоплазмы слабо выражена. Отмечены петехиальные кровоизлияния в области границы клубочковой и пучковой зон. Мозговое вещество представлено клетками с высокой степенью эухроматизации. Ядра увеличены в размерах.

Морфометрический анализ гистологической структуры надпочечников показал, что у бычков, подвергавшихся ТЭС, толщина клубочковой (128,5 ± 9,0 мкм) и пучково-сетчатой (797,0 ± 11,0 мкм) зон, а также диаметр ядер их клеток (15,5 ± 0,4; 13,4 ± 0,3 мкм) был достоверно меньше (Р < 0,05) по сравнению с контролем, что в определенной степени указывает на более низкий уровень функциональной активности адренокортикоцитов в этих зонах.

Исследование функциональной активности надпочечников показало, что содержание адреналина в крови подопытных бычков до перевозки и ТЭС находилось практически на одинаковом уровне (8,2 ± 0,27 - 8,4 ± 0,19 нг/мл). После транспортировки животных и через 60 мин после их разгрузки содержание адреналина у бычков обеих групп повысилось. Однако, если у бычков опытной группы после повышения адреналина в крови его содержание достигало 11,8 ± 0,37 нг/мл, то у животных контрольной группы оно было более значительным и составляло 20,0 ± 0,45 нг/мл.

Аналогичные изменения в период опыта происходили и в содержании кортизола (рис.2). Если до транспортировки и ТЭС содержание этого биохимического компонента крови составляло у бычков 27,7 ± 0,95 - 28,0 ± 0,88 нг/мл, то после транспортировки оно достигало у бычков первой группы 33,0 ± 1,05 нг/мл, у бычков второй группы - 42,4 ± 1,45 нг/мл. Как следует из рисунка 2, содержание кортизола в крови бычков подвергавшихся ТЭС, было значительно ниже (Р < 0,05) по сравнению с контролем.

47 А

До транспортировки После транспортировки

я 1 опьггная группа V. 2 контрольная группа

Рис.2. Содержание кортизола в крови бычков до и после транспортировки

3.4. Морфофункциональное состояние щитовидной железы

у бычков после транспортировки

При исследовании щитовидной железы у бычков контрольной группы наблюдались все признаки, характерные для ее повышенного функционального состояния. В паренхиме железы доля фолликулов значительно превышает долю интерфолликулярной эпителиальной ткани. Фолликулы преимущественно имеют округлую или овальную форму. В результате повышенной секреции клетки изменяют свою форму - из цилиндрических становятся преимущественно кубическими или плоскими. Отдельные клетки подвержены десквамации, между фолликулами просматриваются крупные лакуны светлой субстанции. Паренхима железы хорошо васкуля-ризирована. Отмечается растворение коллоида и обильная его резорбция в интерфолликулярную лимфатическую систему. В ядрах тиреоцитов выявляются оксифильные ядрышки, что указывает на активное участие эпителия фолликулов в процессах гормонообразования.

Результаты морфометрических исследований показали, что у бычков опытной группы диаметр фолликулов был больше (188,5 ± 4,2 мкм) по сравнению с контрольными животными (174,5 ± 4,0 мкм). При этом высота эпителия и площадь ядер тиреоцитов, наоборот, были меньше. Это указывает на то, что секреторные процессы в тиреоидном эпителии находятся на более низком уровне.

Исследование тиреоидных гормонов показало, что изменение их содержания в крови подопытных животных соответствовало гистологическим изменениям, происходящим в щитовидной железе в период транспортировки. До перевозки у бычков опытной и контрольной групп в содержании Т4 и Т3 существенных различий не было (Р > 0,05). После транспортировки содержание данных гормонов у бычков обеих групп повысилось. Однако у контрольных животных это увеличение было значительно больше, чем у животных, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС.

3.5. Химический состав и биохимические показатели мяса

у бычков после транспортировки

Известно, что транспортный стресс сопровождается не только потерей живой массы у животных, но и снижением качества мяса. Учитывая это, нами были определены некоторые биохимические показатели, отражающие качество мяса у бычков опытной и контрольной группы.

Убой животных проводили непосредственно после их прибытия на мясокомбинат.

Органолептическая оценка мяса подопытных животных бычков показала, что у животных контрольной группы образцы имеют темно-красный цвет и плохо обескровлены. У бычков опытной группы, наоборот, говядина была розового цвета и хорошо обескровлена.

Результаты химического анализа мяса показали (табл.1), что у животных, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, содержание белка и жира было соответственно на 2,0 и 0,9% больше, чем у бычков контрольной группы.

После 24-часового созревания мяса величина рН у бычков 1 опытной группы составляла 5,8 ± 0,34, а у животных 2 контрольной группы - 6,6 ± 0,28. 12

Содержание гликогена в мясе бычков 1 группы достигало 144,0 ±15,3 мг%, молочной кислоты - 588,5 ± 18,8 мг%, а у контрольных животных соответственно -15,4 ± 0,83мг% и 87,5 5,8 мг%.

Таблица 1 - Химический состав мяса у бычков после транспортировки

Группа Показатели, %

влага белок жир зола

1 (опытная) 68,7 ±4,3 20,5 ± 0,3 10,8 ±0,3 0,8 ±0,10

2 (контрольная) 70,5 ± 3,8 19,0 ±0,4 9,4 ± 0,4 1,1 ±0,20

Р >0,05 <0,05 <0,05 >0,05

Полученные данные свидетельствуют о том, что бычки, подвергавшиеся перед транспортировкой ТЭС, были более адаптированными к воздействию стресс-факторов, лучше «сохраняют» гомеостаз и имеют более высокие качественные характеристики мяса.

3.6. Способ профилактики транспортного стресса у домашних животных

С учетом полученных результатов нами был разработан способ профилактики транспортного стресса у домашних животных. Принцип способа заключается в том, что перед транспортировкой животным проводят ТЭС два раза в день утром и вечером в течение двух дней подряд в следующих режимах:

- для кроликов постоянный ток 2,0 мА, импульсный ток 77 Гц с длительностью 3,5 мс и средней силой тока 1,0 мА, продолжительность сеанса электростимуляции 30 мин;

- для овец постоянный ток 3,0 мА, импульсный ток 77 Гц с длительностью 3,5 мс и средней силой тока 1,5 мА, продолжительность сеанса электростимуляции 30 мин;

- для крупного рогатого скота постоянный ток 5,0 мА, импульсный ток 77 Гц с длительностью 3,5 мс и средней силой тока 2,5 мА, продолжительность сеанса электростимуляции 30 мин.

Способ прошел научно-производственную апробацию в хозяйствах Курской области при транспортировке племенных и высокопродуктивных животных и получил положительную оценку.

а) Научно-производственные испытания способа на кроликах.

Испытание способа проводили в фермерском хозяйстве ИП «Петров» Дмитриевского района Курской области. Объектом исследования являлись кролики калифорнийской породы, предназначенные к перевозке в г. Курск (расстояние 127 км). Было отобрано с соблюдением принципа аналогов три группы по 10 голов в каждой.

Перед транспортировкой кролики 1 группы подвергались ТЭС с применением препарата «Трансаир-2». Кролики 2 группы являлись контрольными, им ТЭС не проводили.

Кроликов всех групп перевозили автотранспортом в специальных клетках по 5 голов в каждой. До и после перевозки у всех кроликов определяли массу тела, а также брали кровь перед перевозкой (до проведения ТЭС) и после перевозки для лабораторного анализа. В период эксперимента за подопытными кроликами осуществляли контроль, наблюдали за приемом корма, учитывали их реакцию на различные внешние раздражители.

Результаты проведенного эксперимента показали, что во время и после перевозки кролики опытной группы вели себя спокойно, на внешние раздражители реагировали адекватно. При даче корма через 2 часа после перевозки все кролики 1 группы его активно поедали. У кроликов контрольной группы аппетит отсутствовал. Общее состояние у большинства животных этой группы было угнетенным, они неподвижно сидели в клетке, опустив голову, и перемещались только к поилке.

Определение адреналина в крови животных показало, что до ТЭС и транспортировки его содержание у подопытных кроликов не имело существенных различий и находилось в пределах 6,2 ± 0,30 - 6,4 ± 0,24 нг/мл, а после транспортировки оно повысилось. При этом если у кроликов 1 группы повышение адреналина в крови было относительно небольшим (на 4,5 нг/мл), то у кроликов контрольной группы оно было значительным (на 13,4 нг/мл).

Содержание кортизола в крови кроликов обеих групп после транспортировки также увеличилось. В этом случае у кроликов 1 группы увеличение было меньше, чем у кроликов 2 группы.

Исследование глюкозы у подопытных кроликов показало, что до ТЭС и транспортировки ее концентрация в крови находилась в пределах 4,8 ± 0,28-5,1 ± 0,35 ммоль/л. После транспортировки содержание глюкозы увеличилось (5,6 ± 0,33 и 6,0 ± 0,37 ммоль/л), однако достоверных различий (Р > 0,05) между полученными показателями у опытных и контрольных животных выявлено не было.

Таким образом, результаты исследований поведенческих реакций и интерьерных показателей указывают на то, что у кроликов, подвергавшихся ТЭС, стресс-реакция на транспортировку была менее выраженной, по сравнению с животными, которые электростимуляции не подвергались.

б) Научно-производственные испытания способа на овцах.

Для выявления влияния ТЭС на общее состояние и интерьерные показатели у овец до и после транспортировки, нами был проведен эксперимент. Объектом исследований являлись овцы романовской породы. В фермерском хозяйстве было отобрано две группы по 8 голов в каждой для перевозки на расстояние 108 км. Перевозку овец осуществляли специально оборудованным автотранспортом с соблюдением ветеринарно-нормативных требований по транспортировке животных.

Овцам 1 (опытной) группы проводили ТЭС, овцы второй группы являлись контрольными и элеюростимуляции не подвергались.

У всех овец до транспортировки и проведения ТЭС, а также после транспортировки (разгрузки) через 60 мин и 24 часа брали кровь. В крови

определяли общие гематологические показатели, а также содержание адреналина, кортизола, глюкозы, МДА и тиреоидных гормонов.

В ходе исследований было установлено, что во время транспортировки поведение у всех овец было одинаковым. Животные были спокойными, двигательная активность ограничена, некоторые животные принимали лежачее положение на непродолжительное время.

После разгрузки овцы опытной группы были более подвижными по сравнению с контрольными животными, перемещались по загону, активно пили воду.

Определение массы тела показало, что у овец опытной группы ее потеря после транспортировки была меньше, чем у контрольных животных.

При биохимическом анализе крови было установлено, что содержание адреналина в крови овец обеих групп через час после разгрузки значительно увеличилось (9,5 ± 0,14 - 14,0 ± 0,10 нг/мл) по сравнению с фоновыми показателями (6,4 ±0,12 - 14,0 ± 0,10). Однако через 24 часа содержание адреналина в крови уменьшилось и находилось в пределах 6,5 ± 0,11 -6,7 ±0,15 нг/мл.

Аналогичные изменения отмечались и в содержании кортизола. До транспортировки его содержание находилось на минимальном уровне как у овец опытной, так и контрольной группы (20,5 ± 0,23 - 21,0 ± 0,45 нг/мл). После транспортировки его уровень достоверно повысился (Р < 0,05), при этом у овец контрольной группы данное увеличение было более выраженным (28,8 ± 0,65 нг/мл),чем у овец, подвергавшихся ТЭС (25,7 ± 0,85 нг/мл). Однако через 24 часа содержание кортизола в крови вновь уменьшилось и составляло у овец 1 группы 23,5 ± 0,73 нг/мл, а 2 группы -25,0 ± 0,54 нг/мл.

Динамика содержания глюкозы в крови подопытных овец характеризовалась относительно низким ее уровнем до транспортировки (4,1 ± 0,12 -4,2 ±0,10 ммоль/л) и достоверным повышением после перевозки (5,5 ± 0,24 - 6,7 ± 0,27 ммоль/л). При этом отмечено, что у овец контрольной группы увеличение глюкозы после транспортировки было более выраженным по сравнению с животными опытной группы.

Уровень МДА после транспортировки в крови овец значительно увеличился (0,42 ± 0,05 - 0,50 ± 0,04 мкмоль/л) по сравнению с фоновыми показателями (0,36 ± 0,03 - 0,38 ± 0,04 мкмоль/л). Через сутки после перевозки содержание МДА уменьшилось (0,40 ± 0,03 - 0,46 ±0,14 мкмоль/л), в то же время оно было выше фоновых значений.

Содержание тиреоидных гормонов в крови подопытных овец имело аналогичную динамику. До транспортировки содержание Т3 и Т4 находилось на относительно низком уровне (2,3 ± 0,17 и 54,4 ± 1,8 нг/мл), а после транспортировки оно повысилось и соответственно составляло 2,7 ± 0,11 -2,8 ±0,10 нг/мл и 60,7 ± 2,0 - 62,0 ± 1,8 нг/мл.

в) Научно-производственные испытания способа на крупном рогатом скоте.

Испытания способа проводили на телках черно-пестрой породы. Было отобрано две группы телок-аналогов по 7 голов в каждой. Перед транспортировкой телкам 1 группы проводили ТЭС с использованием аппарата

«Трансаир-2». Телки второй группы являлись контрольными и ТЭС не подвергались.

До транспортировки и после нее за подопытными животными осуществляли наблюдение, определяли массу тела, а также брали кровь до транспортировки и проведения ТЭС и после транспортировки (разгрузки) через 60 мин и 24 часа.

Результаты исследований крови показали, что во время транспортировки поведенческие реакции у телок как опытной, так и контрольной группы характеризовались индивидуальными особенностями. Среди животных обеих групп были особи как с повышенной, так и пониженной двигательной активностью.

В то же время отмечено, что среди телок контрольной группы было больше возбужденных животных, с повышенной двигательной активностью по сравнению с животными опытной группы. Непосредственно после разгрузки и размещения телок в загоне у них отмечалось беспокойство. Через 30-60 мин животные успокаивались, двигательная активность у них уменьшалась. При этом телки 1 группы были более спокойными по сравнению с контрольными животными, они меньше перемещались по загону, у них значительно раньше восстановился аппетит.

Общий анализ крови показал, что у телок как опытной, так и контрольной группы после транспортировки отмечалось повышение содержания эритроцитов, гемоглобина и уменьшение содержания эозинофилов. При этом у телок опытной группы изменения данных показателей были менее выраженными, чем у контрольных животных.

Характерные изменения отмечались и в биохимическом статусе. Было установлено, что транспортировка телок сопровождалась изменениями в содержании в их крови «гормонов стресса». При этом если у телок 1 опытной группы содержание адреналина непосредственно после разгрузки повысилось в среднем на 1,9 нг/мл, то у телок 2 контрольной группы это увеличение было более значительным- 9,3 нг/мл.

Через сутки после транспортировки содержание адреналина у подопытных животных приблизилось к фоновым показателям, однако и в этом случае у телок контрольной группы его содержание (9,8 ±0,10 нг/мл) превышало таковое у телок, которые подвергались перед транспортировкой ТЭС (8,7 ± 0,09 нг/мл).

Аналогичные изменения отмечались и со стороны кортизола. До транспортировки его содержание в крови телок обеих групп было практически одинаковым (27,4 ± 2,05 - 27,9 ± 2,0 нг/мл). Однако непосредственно после разгрузки содержание кортизола в крови телок значительно увеличилось. При этом если у телок опытной группы это увеличение составляло в среднем на 6,6 нг/мл, то у контрольных животных - на 12,6 нг/мл. Через 24 часа после транспортировки уровень кортизола в крови телок обеих групп уменьшился и у животных 1 группы составлял 30,0 ± 2,05 нг/мл, а у 2 группы - 34,8 ± 1,65 нг/мл.

Содержание глюкозы в крови подопытных животных характеризовалось относительно низким ее содержанием до перевозки животных (4,1 ± 0,12 - 4,2 ± 0,10 ммоль/л) и последующим увеличением после транспортировки. Так, через 60 мин после разгрузки уровень глюкозы в крови телок

1 группы увеличился до 5,5 ± 0,24 ммоль/л, а у телок 2 группы - до 6,8 ± 0,27 ммоль/л. Через сутки содержание глюкозы в крови телок обеих групп понизилось соответственно до 4,8 ± 0,11 и 4,3 ±0,18 ммоль/л.

Исследование МДА показало, что после транспортировки в крови телок его уровень достоверно повышался. Если до перевозки он находился в пределах 0,40 ± 0,05 - 0,38 ± 0,05 мкмоль/л, то после разгрузки животных составлял 0,47 ± 0,08 - 0,60 ± 0,06 мкмоль/л.

При этом у телок опытной группы содержание МДА было достоверно (Р < 0,05) меньше, чем у контрольных животных. Через сутки показатель МДА значительно понизился, однако и в этом случае у телок опытной группы (0,38 ± 0,05 мкмоль) он был достоверно меньше (Р < 0,05 мкмоль/л) по сравнению с контролем (0,49 ± 0,05 мкмоль/л).

Во время транспортировки подопытных животных у них отмечались характерные изменения функциональной активности щитовидной железы. До начала эксперимента уровень тиреоидных гормонов в крови телок составлял Т3 - 2,7 ± 0,20 - 2,8 ± 0,25 нмоль/л, а Т4 - 64,4 ± 2,9 - 65,3 ± 2,7 нмоль/л. Во время перевозки функция щитовидной железы у телок обеих групп значительно повысилась, на что указывает содержание в их крови гормонов: Т3 - 3,4 ± 0,18 - 3,9 ± 0,13 и Т4- 78,5 ± 3,0 - 85,4 ± 2,7 нмоль/л.

ВЫВОДЫ

1. Уменьшение постоянного тока в режиме ТЭС для кроликов до 2, 0 мА, овец - до 3,0 мА, крупного рогатого скота до 5,0 мА не оказывает отрицательного влияния на организм животных и не снижает эффективности электростимуляции.

2. ТЭС у кроликов в режиме постоянного тока 2,0 мА, импульсного тока 77 Гц с длительностью импульса 3,5 мс и средней силой тока 1,0 мА сопровождается более высоким содержанием бета-эндорфина в крови, по сравнению с режимом с параметрами соответственно 4,0 мА, 70 Гц, 3,5 мс и 3,0 мА.

3. При транспортном стрессе у бычков отмечаются характерные изменения в гистологической структуре аденогипофиза.

У бычков, не подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, в аде-ногипофизе наблюдается количественное перераспределение клеточного состава, преобладают ацидофильные клетки, часть которых гипертрофирована и располагается у хорошо кровенаполненных капилляров, в цитоплазме клеток содержится обильная грануляция, площадь ядер увеличена. В базофилах тиреотропного ряда отмечается вакуолизация, разрежение цитоплазмы и увеличение площади ядра.

У бычков, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, в аденоги-пофизе перераспределительные изменения клеток были слабо выраженными. Среди ацидофильных клеток встречается много переходных форм, часть клеток в состоянии функционального покоя. Площадь ядер ацидофильных (20,1 ± 0,24 мкм2) и тиреотропных (23,4 ± 0,36 мкм2) клеток достоверно (Р <0,01) меньше, чем у контрольных животных (24,3 ± 0,30; 25,0 ±0,31 мкм2).

4. У бычков, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, после транспортировки в надпочечниках толщина клубочковой, пучково-сетчатой зон, диаметр ядер адренокортикоцитов пучково-сетчатой зоны, а также содержание в крови адреналина и кортизола были меньше по сравнению с животными, которым перед перевозкой ТЭС не проводилась.

5. После транспортировки как у опытных, так и контрольных бычков в щитовидной железе фолликулы находятся в фазе повышенного функционального состояния, фолликулярный эпителий имеет уплощенную форму, отдельные клетки подвержены десквамации, отмечается растворение коллоида и повышенное кровенаполнение сосудов. При этом у животных, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС данные изменения были менее выраженными, десквамация клеток отсутствовала, кровенаполнение сосудов умеренное, диаметр фолликулов был больше (188,5 ± 5,0 мкм), а высота эпителия (10,6 ± 0,44 мкм) и площадь ядер (26,8 ± 0,37 мкм2) достоверно (Р < 0,05 - 0,001) меньше по сравнению с контролем (174,5 ± 4,5 мкм; 13,8 ± 0,50 мкм; 28,4 ± 0,44 мкм2).

6. Транспортный стресс у подопытных животных сопровождался повышенной функциональной активностью щитовидной железы. При этом у бычков, подвергавшихся перед транспортировкой ТЭС, она находилась на более низком уровне, чем у контрольных животных. На это указывает содержание в крови тиреоидных гормонов: у бычков опытной группы Т4 было на 7,0 нмоль/л и Тз на 0,35 нмоль/л меньше по сравнению с животными контрольной группы.

7. ТЭС обладает антиоксидантным эффектом: у кроликов, овец и бычков, подвергавшихся электростимуляции, в крови было меньше МДА по сравнению с контрольными животными.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Для профилактики транспортного стресса у племенных и высокопродуктивных животных рекомендуется проведение перед транспортировкой ТЭС два раза в день, утром и вечером, в течение двух дней подряд.

2. Полученные интерьерные показатели у кроликов, овец и крупного рогатого скота могут быть использованы в исследованиях по улучшению адаптационных качеств животных, а также в клинической практике и учебных целях при подготовке специалистов.

Технические решения

Патент на изобретение «Профилактика транспортного стресса у животных» № 2477154 от 2012г.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Соловьева М.А. Биохимический статус у собак при транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, Д.А. Григорьев // Научное обеспечение инновационного развития отечественного животноводства: материалы Всероссийской научно-практической конференции.- Новочеркасск: ГНУ СКЗНИВИ РАСХН, 2011.-С.216-217.

2. Соловьева М.А. Ответная реакция антиноцицептивной системы мозга животных при различных режимах транскраниальной стимуляции / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, Д.А. Григорьев, Д.О. Сеин, A.B. Найденков // Вестник Курской сельскохозяйственной академии.-2011.-№6.-С.68-71.

3.Соловьева М.А. Содержание ß-эндорфина в крови животных при использовании разных режимов транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, A.A. Аксенов, С.А. Кизилов, А.Г. Григорьев // Интегра-тивные процессы в образовании и науке - 2012: материалы Международной научно-практической конференции,- М., 2012,- С.6-8.

4. Соловьева М.А. Практические аспекты применения транскраниальной электростимуляции в ветеринарной медицине /М.А. Соловьева, Д.А. Григорьев, В.А.Стариков / Агропромышленный комплекс: контуры будущего: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых,- Курск: Изд-во Курской ГСХА, 2012.- С.248-249.

5. Соловьева М.А. Поведенческие реакции у животных при транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, А.Г. Григорьев, A.B. Найденков // Инновационные пути развития АПК на современном этапе: материалы 16 Международной научно-производственной конференции.-Белгород, 2012.- С.64

6. Соловьева М.А. Транскраниальная электростимуляция как способ профилактики транспортного стресса у крупного рогатого скота / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, К. А. Лещуков // Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО: материалы Международной научно-производственной конференции,- Смоленск, 2012.- С.76-77.

7. Соловьева М.А. и др. Описание изобретения «Профилактика транспортного стресса у животных» к патенту № 2477154,- № 2012.-6с.

8. Соловьева М.А. К вопросу о процессах адаптации и стресса у животных и их коррекции с применением транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, Д.О. Сеин, К.А. Лещуков // Вестник Курской сельскохозяйственной академии.-2013.-№1.-С.65-68.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 67.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Желнина, Марина Александровна, Курск

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

На правах рукописи 201359631 СЛ'МЪ^

Желнина Марина Александровна

Профилактика транспортного стресса у животных с использованием транскраниальной электростимуляции

03.03.01 -физиология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: заслуженный ветеринарный врач РФ, доктор биологических наук, профессор О.Б. Сеин

Курск-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Общая характеристика работы 5

1. Обзор литературы 11

1.1. Гипофиз и его роль в процессах адаптации 11

а) Особенности морфологической структуры гипофиза 11

б) Гормоны гипофиза и их роль в регуляции физиологических

функций 15

в) Функциональное состояние гипофиза при стрессе 20

1.2.Транспортный стресс у животных и способы его профилактики 24

1.3. Опиоидные пептиды как регуляторы физиологических

функций 31

1.4. Биологические эффекты импульсного тока и его использование

в медицине и ветеринарии 35

а) История применения импульсного тока в медицинской практике 35

б) Транскраниальная электростимуляция - источник импульсного тока 39

в) Практическое использование транскраниальной электростимуляции

в ветеринарной медицине 43

2. Собственные исследования 47

2.1. Материал и методы исследований 47

2.2. Результаты исследований 52

2.2.1. Поведенческие реакции и клинические показатели

у кроликов, овец и крупного рогатого скота после ТЭС 52

а) Транскраниальная электростимуляция у кроликов 52

б) Транскраниальная электростимуляция у овец 61

в) Транскраниальная электростимуляция у крупного рогатого скота 70

2.2.2. Клинические и общие гематологические показатели у бычков

до и после транспортировки 79

2.2.3. Морфологическая структура гипофиза у бычков после транспортировки 81

2.2.4. Морфофункциональное состояние надпочечников у бычков после транспортировки 88

2.2.5. Морфофункциональное состояние щитовидной железы у бычков после транспортировки 94

2.2.6. Содержание глюкозы и малонового диальдегида в крови бычков

до и после транспортировки 99

2.2.7. Биохимические показатели мяса у бычков после транспортировки 100

2.2.8. Динамика содержания бета-эндорфина в крови кроликов при различных режимах транскраниальной электростимуляции 102

2.2.9. Общее состояние и интерьерные показатели у кроликов после транспортировки и ТЭС 104

2.2.10. Общее состояние и интерьерные показатели у овец после транспортировки и ТЭС 107

2.2.11. Общее состояние и интерьерные показатели у телок после транспортировки и ТЭС 115 Обсуждение результатов исследований 124 Выводы 142 Практические предложения 144 Список используемой литературы 145 Приложения 163

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АДГ - антидиуретический гормон или вазоприсин

АКТГ - адренокортикотропный гормон

АТФ - аденозинтрифосфорная кислота

БАЦ - биологически активные центры кожи

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

ГГНС - гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система

ГК - глюкокортикоиды

ЗММ - защитные механизмы мозга

КХ - катехоламины

ЛГ - лютеинизирующий гормон

ЛТГ - пролактин

МДА - малоновый диальдегид

МСГ - меланоцитостимулирующий гормон

ОР - опиоидные рецепторы

ПЛБАЦ - поверхностно локализированные биологически активные центры

СОЭ - скорость оседания эритроцитов СТГ - соматотропин Т3 - трийодтиронин Т4- тироксин

ТТГ - тиреотропный гормон ТЭС - транскраниальная электростимуляция ФСГ - фолликулостимулирующий гормон ЦНС - центральная нервная система ЩФ - щелочная фосфатаза

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Из всех существующих в животноводстве стрессов наиболее часто встречается транспортный стресс. При этом стрессе у животных происходят существенные «сдвиги» в организме. Погрузка и транспортировка вызывают у них выраженное беспокойство, повышение рефлекторной чувствительности, учащение пульса и дыхательных движений. Если транспортировка продолжительная, то первоначальное возбуждение сменяется угнетенным состоянием. Это, в свою очередь, приводит к потере живой массы, которая при неправильной транспортировке животных, при недостатке кормов и воды значительно возрастает. У животных снижается качество мяса, оно становится бледным, мягким, водянистым, в мышечных волокнах повышается концентрация молочной кислоты, возрастает pH.

Для профилактики транспортного стресса у животных используются преимущественно фармакологические препараты - транквилизаторы, адапто-гены (B.C. Бузлума, 1988; Ф.З. Мирсон, 1988; М.И. Рецкий, 1995; A.M. Бер-кович, 2003; C.B. Бузлума, 2003; J.L. Duhault, 2002). Однако, несмотря на положительные эффекты, недостатком многих фармакологических препаратов является непродолжительность действия, а также способность задерживаться в организме как самих препаратов, так и продуктов их распада. Учитывая это, производству были предложены неинвазивные способы профилактики транспортного стресса у животных, основанные на активации компенсаторно-адаптационных реакций организма путем стимуляции системы биологически активных центров кожи (A.B. Мамаев и др., 2008; К.А. Лещуков и др., 2008).

Однако, несмотря на достигнутые успехи в данном направлении, изыскание новых методов предотвращения и устранения отрицательных последствий воздействия транспортного стресса на организм животных является актуальной задачей.

В последние годы в медицинской практике нашел широкое применение метод транскраниальной электростимуляции (ТЭС) защитных механизмов мозга, разработанный в Институте физиологии И.ГТ. Павлова РАН группой ученых под руководством профессора В.П. Лебедева.

Данный метод был разработан в соответствии с принципами доказательной медицины, предусматривающими получение оптимального эффекта при минимальном уровне воздействия и минимизации побочных эффектов. В основу метода ТЭС положены результаты современных исследований (ядер-номагнитнорезонансная томография, ауторадиография, радиоиммуноцито-химия и др.) многолетних рандоминизированных и скрининговых исследований с использованием экспериментальных моделей (В.П. Лебедев, 1988, 1992, 2005; М. Л. Д. Джой и др., 2005; М. L. G. Joy et al., 1989, 1993, 1994). На основании накопленных данных была создана серия аппаратов неинва-зивной селективной электростимуляции защитных механизмов мозга, получивших название «Трансаир» (В.П. Лебедев, A.B. Малыгин, 2000).

Исследование центральных и периферических механизмов ТЭС подтвердили обоснованность применения этого метода в практических целях. ТЭС широко используется в медицине (A.C. Попов и др., 2003; М.В. Мели-кова и др., 2008; С.Н. Касаткин и др., 2009; И.Н. Ручкина и др., 2009 и др.). Все более широкое применение этот неинвазивный способ находит и в практике ветеринарной медицины (О.Б. Сеин и др., 1996, 2008, 2013; Ю.В. Храмов и др., 1997, 1998; А.П. Жуков, 1997, 2009 и др.).

Рабочая гипотеза настоящей работы строилась па материалах источников литературы (В.П. Лебедев и др., 1991, 1998, 2005; Ю.Б. Лишманов, 1997), которые раскрывают роль антиноцицептивной системы мозга и эндогенных опиоидных пептидов в процессах адаптации и стресса.

Цель и задачи исследований.

Целыо работы являлось изучение влияния ТЭС на морфофункциональ-ное состояние аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у животных, подвергавшихся транспортировке, и разработка нового способа про-

филактики транспортного стресса у домашних животных с применением ТЭС.

Для достижения намеченной цели были определены следующие задачи:

1. Изучить влияние различных режимов ТЭС на общий клинический статус кроликов, овец и крупного рогатого скота;

2. Изучить гистологическую структуру гипофиза, надпочечников и щитовидной железы у бычков после ТЭС и транспортировки;

3. Определить содержание адреналина, кортизола и тиреоидных гормонов в крови бычков после ТЭС и транспортировки;

4. Дать физико-химическую оценку мяса животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

5. Разработать новый способ профилактики транспортного стресса у животных с использованием ТЭС и провести его производственную апробацию на разных видах домашних животных.

Научная новизна. Впервые в научно-производственных опытах изучено стресс-корректное действие транскраниальной электростимуляции на животных, подвергавшихся транспортировке. Впервые выявлены отличительные особенности гистологической структуры аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у животных после ТЭС и транспортного стресса, а также получены новые данные по содержанию адреналина, кортизола, тиреоидных гормонов, глюкозы и малонового диальдегида в крови бычков после ТЭС и транспортного стресса. Проведена физико-химическая оценка мяса животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке.

Отличие результатов исследований от данных других авторов состоит в том, что на основании изучения физиологических, биохимических и гистологических исследований получены новые данные, подтверждающие стресс -корректорные эффекты ТЭС при транспортном стрессе у домашних животных разных видов. Впервые использован способ профилактики транспортно-

го стресса у животных с применением ТЭС (Патент на изобретение № 2477154).

Теоретическая и практическая значимость работы. Выявленные морфофункциональные особенности аденогипофиза и надпочечников у животных после ТЭС и транспортировки подтверждают участие антиноцицеп-тивной системы мозга в процессах адаптации. Полученные данные расширяют и конкретизируют существующие представления о влиянии импульсного тока на опиоидергические структуры мозга. Разработанный способ профилактики транспортного стресса у животных можно рекомендовать при перевозке племенных особо ценных продуктивных и декоративных животных.

Реализация результатов исследований. Результаты научных исследований внедрены в учебно-опытном хозяйстве «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И.Иванова и в учебный процесс при преподавании физиологии животных в Курской ГСХА и Орловском ГАУ.

Основные положения, выносимые на защиту;

- оптимальные режимы ТЭС для профилактики транспортного стресса у кроликов, овец и крупного рогатого скота;

- результаты этологических и клинических исследований у животных, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

- химические и биохимические показатели оценки мяса у бычков, подвергавшихся ТЭС и транспортировке;

-гистологические особенности аденогипофиза, надпочечников и щитовидной железы у бычков после ТЭС и транспортировки;

- показатели содержания адреналина, кортизола и тиреоидных гормонов у бычков после ТЭС и транспортировки;

- способ профилактики транспортного стресса у разных видов домашних животных с применением ТЭС.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на:

- Всероссийской научно-практической конференции «Научное обеспечение инновационного развития отечественного животноводства» (Новочеркасск, 2011г.);

- Международной научно-практической конференции «Интегра-тивные процессы в образовании и науке-2012» (Москва, 2012г.);

- Международной научно-производственной конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе» (Белгород, 2012г.).

- Международной научно-практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (Курск, 2012г.);

- Международной научно-практической конференции «Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО» (Смоленск, 2012г.).

По материалам диссертации опубликовано семь научных статей, в том числе две статьи в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Объём и структура работы. Материал диссертации изложен на 162 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, материал и методы исследований, результаты собственных исследований, выводы, практические предложения, список литературы, содержащий 181 источник, в том числе 76 зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 13 таблицами и 32 рисунками.

Публикации результатов исследований.

1.Соловьева М.А. Биохимический статус у собак при транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, Д.А. Григорьев // Научное обеспечение инновационного развития отечественного животноводства: материалы Всероссийской научно-практической конференции.- Новочеркасск: ГНУ СКЗНИВИ РАСХН, 2011.-С.216-217.

2. Соловьева М.А. Ответная реакция антиноцицептивной системы мозга животных при различных режимах транскраниальной стимуляции / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, Д.А. Григорьев, Д.О. Сеин, A.B. Найденков // Вестник Курской сельскохозяйственной академии.-2011.-№6.-С.68-71.

3.Соловьева М.А. Содержание ß-эндорфина в крови животных при ис-

пользовании разных режимов транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, A.A. Аксенов, С.А. Кизилов, А.Г. Григорьев // Интегративные процессы в образовании и науке - 2012: материалы Международной научно-практической конференции.- М., 2012.- С.6-8.

4. Соловьева М.А. Практические аспекты применения транскраниальной электростимуляции в ветеринарной медицине /М.А. Соловьева, Д.А. Григорьев, В.А.Стариков / Агропромышленный комплекс: контуры будущего: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Курск: Изд-во Курской ГСХА, 2012.-С.248-249.

5. Соловьева М.А. Поведенческие реакции у животных при транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, А.Г. Григорьев, A.B. Най-денков // Инновационные пути развития АПК на современном этапе: материалы 16 Международной научно-производственной конференции.- Белгород, 2012.- С.64

6. Соловьева М.А. Транскраниальная электростимуляция как способ профилактики транспортного стресса у крупного рогатого скота / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, К.А. Лещуков // Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО: материалы Международной научно-производственной конференции.- Смоленск, 2012.- С.76-77.

7. Соловьева М.А. и др. Описание изобретения «Профилактика транспортного стресса у животных» к патенту № 2477154.- № 2012.-6с.

8. Соловьева М.А. К вопросу о процессах адаптации и стресса у животных и их коррекции с применением транскраниальной электростимуляции / М.А. Соловьева, О.Б. Сеин, Д.О. Сеин, К.А. Лещуков // Вестник Курской сельскохозяйственной академии.-2013.-№1.-С.65-68.

1.0Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. ГИПОФИЗ И ЕГО РОЛЬ В ПРОЦЕССАХ АДАПТАЦИИ

Гипофиз (лат. hypophysis - отросток) - мозговой придаток в форме округлого образования, который располагается на вентральной поверхности головного мозга в костном кармане, называемом турецким седлом. Вместе с гипоталамусом и эпифизом он объединяется в нейроэндокринную гипотала-мо-гипофизарно-эпифизарную систему.

Гипофиз занимает центральное место в системе желез внутренней секреции, и его гормональная деятельность отличается значительным разнообразием. Вырабатываемые им гипофизарные гормоны оказывают стимулирующее влияние на периферические железы. Гормоны гипофиза принимают непосредственное участие в регуляции различных процессов обмена веществ, роста и развития животных. Деятельность гипофиза осуществляется не автономно, а под контролем гипоталамуса и других центров нервной системы. В сложной нейрогуморальной системе гипофиз выполняет функцию промежуточного звена, через которое передаются импульсы от ЦНС к периферическим железам.

а) Особенности морфологической структуры гипофиза

Гипофиз состоит из трех различных по происхождению и структуре долей: передней - аденогипофиза, задней - нейрогипофиза и расположенной между ними в виде тонкой эпителиальной полоски промежуточной доли.

Величина гипофиза зависит от вида животного, направления продуктивности, физического состояния. Так, у взрослого крупного рогатого скота масса гипофиза равна 2,8 - 5,4 г; лошадей - 1,7 - 3,0 г; овец - 0,5 - 0,7 г; свиней - 0,2 - 0,4 г. Относительная масса гипофиза особенно велика у птиц. У домашнего гуся абсолютная масса гипофиза достигает 0,036 г, а у пекинской утки - 0,015 г (Б.Г. Новиков, 1967).

В аденогипофизе различают три основных типа клеток: ацидофилы, ба-зофилы и хромофобы. Они появляются и хорошо дифференцируются уже в эмбриональном периоде животных. Например, у плодов крупного рогатого скота эти клетки появляются с 3-5-месячного развития (А.Л. Падучева, 1979).

Указанную дифференциацию аденогипофизарных клеток впервые предложил в 1940 1.С. Яоггюз. Она была основана на отношении клеток к кислым и основным красителям. По сродству к красителям клетки аденоги-пофиза делятся на два типа: хромофобные (не воспринимающие красители) и хромофильные (воспринимающие красители). Последние, в свою очередь, подразделяются на ацидофильные (красящиеся кислыми красителями) и ба-зофильные (воспринимающие основные красители).

Из всех аденогипофизарных клеток на долю ацидофилов приходится 40 - 60%, их секреторные гранулы окрашиваются кислыми красителями и сек-ретируют протеиновые гормон - сомат