Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Суточная динамика структурных и морфометрических показателей костей скелета коров периодов сухостоя и раздоя

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Суточная динамика структурных и морфометрических показателей костей скелета коров периодов сухостоя и раздоя"

РГ8 ОД 2 2 СЕН 1398

На правах рукописи

Деду шее Сергей Владимирович

СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА КОРОВ ПЕРИОДОВ СУХОСТОЯ И РАЗДОЯ

03.00.13 - физиология человека и животных

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Уфа -1998

Работа выполнена в Оренбургском государственном аграр! университете

Научный руководитель - доктор биологических наук,

профессор Самотаев А. А.

Официальные оппоненты: - доктор биологических наук,

профессор Р.Н. Уельдаиов

- доктор медицинских наук, профессор, заслуженный деятел науки РБ В.Ш. Вагапова

Ведущее учреждение - Башкирский государственн университет.

Защита диссертации состоится 9 октября 1998 г. в 1000 часос заседании диссертационного совета К 120.87.02 в Башкире! государственном аграрном университете по адресу: 450001, г. У ул. 50 лет Октября, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университе

Автореферат разослан 9 сентября 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ф.А. Каримо,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. К настоящему времени изучены и описаны многие стороны гена веществ в костях и в первую очередь минерального, протекающего на фоне действия различных факторов окружающей среды (Саулгозис Ю.Ж., 1984; 'сталева ИВ., 1984; Крюков В.И., 1986; Слесареню НА., 1986; Криштофорова ., 1987; Тимошенко О.П, Кладченю Л.А., Клюева ГФ., 1987 и др.). Однако, го-за аниченного количества доступных неинвазивных способов эти достижения зачастую яаходят гпирошго практического использования. К тому же, на основе известных зов, еще не сложилось представлеше о юсти, как об отдельном оргшie выполняющем и функции согласованно во времени, вместе с другими элементами скелета, в единой геме организма.

С внедрением новых прижизненных способов и в первую очередь ультразвуковой еометрии, было показано существование в костной ткани структурных ритмологаческих изменений (Янсон X. А., Дзенис В. В., Татарщюв А. М., 1990; гогаев А. А., 1993). И это очень важно, ибо хорошо известно, что ритмы и в первую реда суточные являются основой существования не только отдельных систем, но и го живого организма (Тандуева Д.Т., 1985; Степанова С.И., 1986; Гущин П.Я., пеню НГ. 1987).

В ряде работ отмечено с одной стороны согласованность ультразвуковых, тгешграфических и ренпенофотометрических изменений (Янсон Х.Я. и др., 1990; яотаев A.A., Паршина Т.Ю., 1994), а с другой единство формы и структуры того или in) органа (Автандилов Г.Г., 1990). Несомненно это дает основание предполагать, при совмещении морфометрических и структурных суточных исследований тупных шстей скелета животного можно будет получить достаточно надежную пресс-мещцику, для оценки нарушений минерального обмета, в первую очередь у ов игриодов сухостоя ираздоя, геобходимосгь в которой остро ощущается как наукой, и практикой животноводства.

Цель исследования - экспериментально обосновать методику совместного вменения ультразвуковых и морфометрических измерений костей, что позволило бы гвигь закономерности суточных колебаний пространственных взаимосвязей структур гной ткани коров в периоды сухостоя и раздоя. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить суточную динамику скорости ультразвука в трубчатых, плоских и шанных костях скелета коров в периоды сухостоя и раздоя.

2. Изучить суточные ритмы и их ультрадианные составляющие ряда »фомегрических показателей костей и прилежащих тканей у коров периодов сухостоя аздоя.

3. Выявтъ суточные ритмы и ихугпярадианные составляющие ряда биэхимических лонешов сыворотки крови, характеризующих мингральныйобмену коров в периода остоя и раздоя.

4. Изучить уровень корреляционной связи морфометрических и ультразвуковых ¡азателей клетей скелета, и биохимических компонентов сыворотки крови коров в занные периоды.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые у коров шрир сухостоя и раздоя изучены суточные ритмы и их ультрадианные составляю! морфометрических показателей костей скелета и прилежащих тканей.

Впервые проведены исследования, позволившие определить суточную ригмичне изменения скорости ультразвука в трех резко различающихся костях скелета живота за три месяца до и после отела.

Получены новые данные о коррелятивной изменчивости между морфометричесю показателями и скоростью ультразвука в костях коров двух резко различающи периодов.

На основе морфометрических параметров разработаны математические мод динамики скорости звука в костях скелета коров периодов сухостоя и раздоя.

Установлены временные периоды смелы процессов ремоделяции (резорбци остеогенез) в разных типах костей скелета изров периодов сухостоя и раздоя.

Практическая значимость состоит в том, что разработаны тес морфометрических параметров тела 5-го хвостового позвонка и пясти коров протяжении периодов сухостоя и раздоя; предложены математические моде позволяющие определять скорость ультразвука в костях скелета коров, через морфометрические параметры; раскрываются закономерности структурны: морфометрических изменений у коров двух различных периодов, предлагаю определенные периоды лечения деструктивных процгссов протекающих в костной тю коров обусловленных нарушением минерального обмена.

Апробация. Материалы диссертации обсуждены и одобрены на I преподавательской научно-практической конференции ОГПИ (1996), 8-й межвузовс; научно-практической конференции «Новые фармакологические средства в ветеринар! (С-Петербург, 1996), научно-практических конференциях молодых учены? специалистов Уральского региона (1996-1997), 18-ой и 19-оЙ научных конфереыщ студентов и аспирантов «Медико-биологическая техника» (Оренбург, 1996-199 итоговых научных конференциях факультета ветеринарной медицины Оренбургсн ГАУ (1996-1997).

Публикации. Основные научные результаты то теме диссертации опубликован восьми печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страши машинописного текста, иллюстрирована 17 рисунками и 86 таблицами, состоит следующих разделов: введение, обзор литературы, материал и методы исследован результаты собственных исследований и их обсуждение, заключение выво/ практические предложения и список литературы, включающий 164 источника, в з числе 49 - зарубежных авторов.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Разработанная методика некоторых морфометрических параметров тела шш хвостового позвонка и пясти коров в периоды сухостоя и раздоя, при совмести использовании с ультразвуковой осгсометрией этих же костей, позволяет проводить бос объективную оценку динамического сфуиурно-пространствешюго состояния скел( животных.

2. Динамика струшурго-пространственных взаимоотношений юстей различны не [.ко меяоду смешанными, плоскими и трубчатыми костями, но и одноименными рентами скелета мэров.

3. В связи с загфосами организма коров морфометрические и ультразвуковые азатели костей скелета находятся преимущественно в обратных корреляционных эшениях, что обусловлено периодюацией фаз ремоделяции, в виде накопления или дадования аморфного фосфата костной тканью.

4. Цикличность фаз ремоделяции изучаемых показателей костной ткани коров являются в виде суточных колебаний и их ультрадианных составляющих (12,8,6 ч), ячество, соотношение и параметры которых зависят от типа кости и физиологического гояния животного.

II. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследования проводилгаь на клинически здоровых животных в АОЗТ «Овощевод» :нбургскош района Оренбургской области в 1995-1996 гг.

Кормление животных проводили по нормам ВИЖа. В рационы входили корма, более распространенные в зоне Оренбургской области: концентраты, жигаяковое и герновое сено, кукурузный силос, кормовая свекла. Обследуемые животные имели очную продуктивностью 2500-3000 кг, возраст 4.0 - 4.5 года. В летний период животные находились на пастбище. Зимой содержались в типовых овниках на привязи. В дневное время выпускались на карду на 2 - 5 часов, в 1СИМОСТИ от погодных условий. При отсутствии показаний на заболевания, в первую зедь, нарушений минерального обмена животных отбирали методом пар аналогов сяннишв А.И., 1976) по картотеке и журналам искусственного осеменения. При мировании групп учитывали прожхождение, живую массу, возраст, клиническое и иологичесюе состояние. Была сформирована группа глубогостельных животных из гги гадов. Средний срок беременности шров к началу первой серии составил 217±6.0 Ii. С ноября 1995 г по март 1996 г было проведено 6 серий опытов. В каждой ю них ледования велись в течение 6 дней. Измерения параметров, отражающих физическое и морфометрическое состояние костей скелета, осуществлялись юрочно, путем обследования по одному случайному члену группы через 2 часа, tacuo методике Ф. И. Комарова (1989).

За время экспериментов выполнено 2160 морфометрических измерений, 1296 еделений скорости ультразвука в трех костях и 690 биохимических анализов орогки крови (табл. 2.1).

При этом ультразвуковую остеометрию проводили по методике A.A. Самотаева >3).

Морфометричесшму анализу подвергались следующие параметры: длина, ширина шцина области тела 5 хвостового позвонка, толщина и ширина области пясти. В :стве измерительного прибора использовали штангенциркуль. Перед началом измерений тщательно выстригали волосяной покров в гветствующих областях.

В сыворотке крови фоюэлекгрокшориметрически определяли содержание общ« кальция, общего магния, неорганического фосфора и щелочной фосфатазы использованием реактивов фирмы ЬасЬеша.

Весь материал обрабатывался на персональном компьютере ШМ-586 с помощ пакетов программ «81а1^а5>, «Стат-экеперт» и «Косинор-анализ».

2.1

Общая характеристика проведенных исследований за шесть серий опытов

Объект исследования (п - количество исследований)

Дней до и после отела область пясти область 5 хвостового позвонка скорость ультразвука биохимические показатели сыворотки крови итс го

шир ина тот 1Щ на дли на пир ина тол ши на пяс тъ реб ро поз вон ок Р Са М8 Щ Ф.

74-68 до родов 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 69

47-41 до родов 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 69

19-13 до родов 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 69

21-27 после 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 69

54-60 после 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 30 30 69

76-82 после 72 72 72 72 72 72 72 72 30 30 0 30 66

всего 432 432 432 432 432 432 432 432 180 180 150 180 414

Ш. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в период сухостоя Полученный материал был сгруппирован сначала в две группы, а именно сухо« (три серии) и период раздоя (три серии).

Оказалось, что в период сухостоя (табл. 3.1) средние показатели скорости уаьтразв; в пясти составили 2901 ± 8.79 м/с, в середине ребра - 2588 ±16.43 м/с, в теле иозвот 2207 ± 8.46 м/с. Ширины пясти - 4.38 ±0.018 см, толщины - 6.07 ± 0.022 см. Призах длина тела позвонка была равна 5.20 ± 0.040 см, ширила - 4.45 ± 0.044 см, толщин

9 ± 0.037 см. Вариабельность (Су %) результатов была наибольшей для (фометрических параметров позвонка, «особенно - его гшфины 14.46, а минимальной 1 скорости звука в пясти 4.45 %. Коэффициент точности (Сэ %) был минимальным у роста ультразвука в пясти, а максимальным - ширины позвонка. 3.1

Морфометрические иультразвушвые показатели скелета норов в сухостое.

атисти-ские па-метры Морфометричекие параметры (см) Скорость ультразвука (м/с)

пясть тело пятого хвостового позвонка

ширина толщина длина ширина толщина пясть ребро тело позвонка

4.381 6.073 5.204 4.448 3.886 2902 2588 2207

с 0.261 0.317 0.583 0.643 0.542 129.2 241.5 124.3

с 0.018 0.022 0.040 0.0044 0.037 8.79 16.43 8.46

у % 5.96 5.22 11.20 14.46 13.95 4.45 9.33 5.63

5 % 0.41 0.36 0.76 0.98 0.95 0.30 0.63 0.38

8 1.035 -0.687 -0.490 0.593 0.237 -0.237 -0.298 -0.219

1 2.177 1.262 0.674 1.704 -0.400 0.045 -0.621 0.024

1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на седьмом месяце беременности

Скорость ультразвука в пясти в данный период составила 2874±12.3, в ребре -4±26.1, в теле 5-ш хвостового позвонка - 2150±13.6 м/с. Ширина пясти - 4.36±0.027, пиша - 6.08±0.043 см. Длина тела позвонка была равна 5.07±0.086, ширина 1±0.060, толщина 3.55±0.056 см.

На седьмом месяце беременности, в сравнении с шестым, в костях шров достоверно шчивается скорость ультразвука, а морфометрические параметры юстей существенно ныпаются и особенно длина тела позвонка.

Динамические показатели и линейные тенденции изучаемых параметров для сиэрости раз пука и морфометрических показателей положительны. Наибольший прирост фометрических показателей отмечается в теле позвонка. Динамика интенсивности юсти ультразвука в трубчатых и плоских шетях оказалась достоверно выше чем в шанных, в то же время установлено, что для морфометрических параметров более

значительно увеличиваются ширина и толщина позвонка.

С морфометрическими параметрами пясти скорость звука коррелирует : положительно так и отрицательно с малым числом существенных связей. Это позволило построить математические модели зависимости скорости ультразвук морфометрических параметров юсга.

Изменение содержания кальция, магния и щелочной фосфатазы (понижение фосфора (увеличение) оказалось недостоверным. В то же время динамичеа показатели, их линейные тенденции, свидетельствуют об увеличении концентра! фосфора и кальция в сыворотке крови. Повышение содержания общего кальция исследуемый период можно связать с улучшением его усвоения из пищеваригельн тракта. При этом вариабельность показателей щелочной фосфатазы оказалась бо значительной, а для кальция, наоборот, она снижена.

Все выше сказанное свидетельствует, о снижении интенсивности процес« резорбции проходящей в костях скелета коров и повышении активности - осгеоплв Активнее он протекает в костях смешанного типа. Показатели сыворотки крови та1 свидетельствуют об ослаблении процессов резорбции, и усилении остеогенеза.

Суточный ритм скорости ультразвука выявлен только в пясти и ребре, свидетельствует о повышении влияния десинхронизирующих факторов на кости осев скелета. В трубчатых костяк появляются существенные 8 и 6-часовый составляю щи в смешанных - остается достоверной 12-часовая составляющая. Полагаем, что является отражением продолжающихся процессов десинхродаза в структурах коста особенно в смешанных и плоских. Изменения биофизического состояния костей времени выглядят следующим образом: пясть - позвонок - ребро.

На седьмом месяца беременности косинор-анализ не обнаруживает суточный р! для морфометрических параметров пясти. Для ширины кости выявлена значш ультрадианная составляющая с периодом 12 часов, а для толщины - б часов. Измене: параметров пясти во времени протекает да следующей схеме: толщина - ширина. В к. суточных амплшуд, при сравнении с суточной амплитудой выше для толщины, свидетельствует о более высокой интенсивности обмена аморфного фосфата.

Косинор-анализ морфометрических параметров тела позвонка выявляет суточт ритм только для толщины кости, при вкладе амплитуды - 5.08%. Процесс осгеогене-виде расширения кости протекает по схеме: ширина - толщина - длина. Во в параметрах, выявлены значимые ультрадианные составляющие с периодом 12 и 8 длина, 8 и 6 ч - толщина и обхват. Вклад суточных и ультрадианных амплшуд в ме свидетельствует о том, что остеогенез в кости по толщине и ширине протек интенсивнее, чем по ее длине.

3.1.2. Ультразвуковые и морфометричсские параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на восьмом меся беременности

Скорость ультразвука в пясти составила 2907±16.1, в ребре - 2554±29.2, в т позвонка - 2212±10.9 м/с. Ширина пясти была равна 4.37±0.031, толщина - 6ДЗ±0.( см, а длина тела позвонка составила 5.1б±0.05б, ширина - 4.82±0.058, толщина - 4 ±0.056 см.

К восьми месяцам беременшсга мэров скорость ультразвука в костях несущественно вышаегся, особенно в трубчатых и смешанных костях. Вместе с тем морфометрические раметры пясти недостоверно, а позвонка значимо (Р<0.01)увеличивакпся. По нашему гению, это обусловлено снижением интенсивности процессов остеогенеза и ростом гавносга - резорбции, и в первую очередь, в плоских и трубчатых костях. Динамика показателей скорости звука положительна только в пясти и позвонке, а |рфометрических - в пясти и ширине позвонка, что свидетельствуют о нестабильности онрссов в костях коров этого периода беременности С кладывается впечатление о том, о изменения структуры кости протекают по времени раньше, чем таковые для рфометрических параметров. При этом переход аморфного фосфата в гадроксилапатит оисходиг, по-видимому, преимущественно да толщине пясти, а также ширине и длине звонка.

Результаты юрреляциондаго анализа между ультразвуковыми и морфометрическими раметрами костех!, повышаясь по величине, существенности, и количеству эицательных показателей, свидетельствуют о смене направления в процессах моделирования костей у мэров этого периода онтогенеза.

Критерий качества математической модели взаимосвязи скорости ультразвука и рфометрических параметров составил 78.2%, для скорости звука в ребре только 45.4%, я тела позвонка ее выявить не удалось.

Результаты биохимического анализа сыворотки крови показывают, что уровень нерадьных компонентов достоверно (Р<0.01) уменьшается, а щелочной фосфатазы вышается.

Суточный ритм скорости ультразвука выявлен для всех исследуемых костей коров восьмом месяце беременности При этом исчезают его угтьтрадианные составляющие мсти и ребре. Несомненно это связано, с процессом, обусловленным начавшимся зсходом запасов гвдроксилалагага в аморфный фосфат в плоских и трубчатых костях гери. Учитывая амплтуцы суточного ритма, отметим, что фаза остеогенеза костной ;темы протекает по схеме: смешанные кости - плоские - трубчатые. Причем, гуктурная перестройка в позвонке происходит быстрее пространственной. Обращает себя внимание и тот факт, что изменения морфометрических параметров юэсга, в [впиши с предыдущей серией, занимают более узкий промежуток, а биофизическая >естройка, особенно в позвонке, значительнее во времени.

Косинор-анализ морфометрических параметров пясти выявляет суточный ритм для рины и толщины. Исходя из его акрофаз, считаем, что процесс остеогенеза кости жжает да схеме: ширина - толщина. Вклад амплитуд наиболышйу толщины -1.79%, нимальный у ширины - 0.9%. У толщины пясти обнаружена достоверная традианная составляющая: с периодом 8 ч. Вклад ее амплшуцыв мезор, в сравнении а копой суточного ритма, ниже. Это свидетельствует о большой активности фазы еогенеза да толщине нэсти.

Косинор-анализ морфометрических параметров тела позвонка выявляет суточный ■м только для ширины и толщины кости. Временные сдвиги его параметров выглядят дующим образом: уменьшение длины - уменьшение ширины - уменьшение толщины, тад амплитуд суточного ритма самый значительный у ширины - 3.49% и минимальный

для длины - 1.17%. Для длины и толщины выявлены значимые ультрадианн составляющие с периодом 12 ч, а для ширины 8- и 6-часовые. Их амплшуды ни суточной амплшуды у толщины и обхвата. То есть, резорбция интенсивнее протекает ширине кости. И в этом случае, десинхронизирующие факторы оказывают больп влияние на морфометрические параметры кости, чем на ее биофизические свойства

3.1.3. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на девятый месяц беременности

К девятому месяцу беременности у коров скорость звука в пясти составила 293&Ы4 в ребре 2659±28.6, в позвонке 2266±11.7 м/с. Ширит пясти была равна 4.37±0.0: толщина - 5.60±0.036 см, а длина тела позвонка - 5.40±0.050, ширина - 4.44±0.0! толщина - 4.09±0.059 см.

Скорость ультразвука увеличивается, в ребре и теле позвонка достоверно (Р<0.01; в пясти - незначимо, при этом образом существенно (Р<0.05) изменяются некотор морфометрические параметры: толщина пясти, длина и ширина тела позвонка, частности толщина пясти, ширина и толщина позвонка уменьшаются, а длина гозвот - увеличивается.

Динамический анализ ультразвуковых и морфометрических показателей так свидетельствует об увеличении интенсивности процесса остеогенеза, особенно смешанных и трубчатых костях.

Результаты корреляционной зависимости между ультразвуковыми морфометрическими параметрами, снижаясь по величине и существенное! подтверждают гипотезу о падении активности процессов ремодеяирования.

Критерий качества построенной модели повышается для скорости звука в ггяс изменяется число и вид зависимых морфометрических параметров: для сюрости зв^ в ребре - увеличение с одного до двух и смена параметров, при качестве 60.9%. Появляеп модель для сюрости ультразвука в позвонке с качеством построения 77.7%.

Оценка биохимических компонентов сыворотки крови показывает, что к дева месяцам беременности достоверно повышается уровень неорганического фосфора снижается концентрация общего кальция и щелочной фосфатазы. Понижен содержания кальция можно связать с остеогенезом и поглощением кальция актив растущим организмом плода.

По нашему мнению, в этот период продолжается превалирование процесс резорбции над остеогенезом, но различия в интенсивности этих процессов снижают При сравнении с предыдущей серией, винцо, что это происходит из-за увеличен интенсивности процессов остеогенеза.

Косинор-анализ выявляет достоверную значимость суточного ритма и е составляющих для ширины пясти, ширины и толщины позвонка, а так же для сшрос ультразвука в пясти и позвонке. Это свидетельствует о понижении влиян десинхронизирующих факторов на данные кости. В плоских и трубчатых коси восстанавливается существенность 8- и 6-часовой составляющей, а в смешанны: остается достоверной 12- и 6-часовая составляющие. Надо полагать, что это являем

ажением продолжающихся процессов десинхроноза в структурах юстей, а особенно этоских и трубчатых. Изменение биофизического состояния костей во времени шлыаэ меняется: ребро - позвонок - пясть. Причем наиболее значительны сдвиги сазателей ритмов отмечаются для морфометрических параметров пясти и тела вонка.

У всех компонентов сыворотки крови, за исключением щелочной фосфатазы, иружены суточные ритмы и значимые ультрадианные составляющие с периодами 8 или б ч.

. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в периоде раздоя

В шриод раздоя (табл. 3.2) оказалось, что исследуемые показатели изменились и гавили для скорости ультразвука в пясти 2895 ± 9.16 м/с, ребре - 2666 ± 13.42 м/с, е позвонка - 8.33 м/с. Ширит пясти составила 4.42 ± 0.029 см, толщина - 5.86 ±0.033 а длина тела позвонка - 5.57 ± 0.042 см, ширина - 4.16 ± 0.026 см итолщина - 3.82 ± 29 см. 3.2

Морфометрические и ультразвуковые показатели костей скелета коров в раздое

атисти-ские па-метры Морфометричекие параметры (см) Скорость ультразвука (м/с)

пясть тело пятого хвостового позвонка

ширина толщина длина ширина толщина пясть ребро тело позвонка

4.416 5.861 5.571 4.160 3.816 2895 2666 2236

к. 0.429 0.485 0.610 0.384 0.430 134.6 197.3 122.4

- 0.029 0.033 0.042 0.026 0.029 9.155 13.42 8.331

/% 9.71 8.28 10.95 9.23 11.27 4.65 7.40 5.48

; % О.бб 0.56 0.75 0.63 0.77 0.32 0.50 0.37

3 1.583 -1.612 -0.638 0.085 1.773 -0.007 0.030 -0.788

1 4.374 3.903 0.331 0.113 6.738 0.010 -0.481 3.332

При сравнении с периодом сухостоя видно, что скорость ультразвука в ребре и зонке, ширина пясти и длинна позвонка увеличиваются, а скорость ультразвука в га, ее толщина, ширина и толщина позвонка уменьшаются. Вариабельность

параметров (Су %) уменьшается для скорости звука в ребре и позвонке, а та для морфометрических показателей позвонка. Точность (Сб %) морфометричес измерений позвонка и скорости звука в ребре повышается. Коэффициенты находились в пределах от -1.612 до 1.583, а Ех - от -0.481 до 6.738.

3.2.1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в первый месяц после родов

Скорость ультразвука в этот период составила в пясти 2932±17.6, в ребре - 2674±2 в позвонке - 2203±18.6 м/с. Морфометрические параметры пясти и позвонка живогк были следующими: ширина пясти - 4.34±0.03, толщина - 5.86±0.05 см, длина т позвонка - 5.83±0.04, ширина - 4.14±0.04, толщина - 3.79±0.05 см.

В первый месяц после родов у коров в сравнении с периодом сухостоя скорс ультразвука в теле позвонка достоверно (Р<0.05) уменьшается, а в пясти и ре несущественно уменьшается и повышается, соответственно. Существенно (Р<0. изменяются морфометрические параметры тела позвонка и толщина пясти. При э увеличивается длина позвонка и толщина пясти, а остальные параметры - уменьшай и особенно толщина позвонка.

Динамические показатели скорости ультразвука в костях, как и их морфометричес параметры в период исследования повышались.

Связь скорости ультразвука с исследованными параметрами костей ча положительная и существенная, это подтверждает гипотезу о смещении равнове процессов ремоделяции кистей скелета коров данного периода.

Кригерий точности построенных моделей для всех костей снижается, изменяе число ивид зависимых морфометрических параметров. Так, для скорости ультразвук пясти выражена только смена параметров, для скоростиуггьтразвука в ребре уменыпе с двух до одного и смета параметра, для скорости ультразвука в теле позвонка - юмене параметра.

Оказалось, что в этой серии наблюдаются следующие процессы: сниже; интенсивности остеогенеза и рост активности резорбции. В смешанных кос незначительно превалируют процессы остеогенеза, в связи с накоплением аморфн фосфата, а в трубчатых и плоских костях преобладают процессы резорбции, в связ! увеличением функции молокообразования и молокошдачи.

Судя да результатам биохимического анализа, концентрация общего кальци сыворотке крови, существенно (Р<0.01) снижается, а магния - уменыпае незначительно. Это наблюдение подтверждает гипотезу о преимущественном наюпле] аморфного фосфата в костях, при подготовке клеток и межклеточного матрикса юс к противоположному процессу - к резорбции. Об этом свидетельствует' и тюложигель: динамика неорганического фосфора и щелочной фосфатазы.

Косидар-анализ выявляет восстановление суточного ритма скорости ультразвук ребре. Вместо значимой 6-часовой составляющей в пясти появляется 8-часовая, а в т позвонка восстанавливается 8-часовая составляющая. Безусловно, это свидетельств об усилении адаптационных процессов в структурах костей и в первую очер|

апанных. Изменение биофизического состояния костей во времени протекает по схеме: ль - ребро - тело позвонка.

Для толщины пясти выявлен значимый суточный ритм и его ультрадианная 12-:овая составляющая. Их анализ, в сравнении с предыдущей серией опытов, идетельствует об увеличении степени воздействия десинхроноза для рфометрических параметров пясти. Схема изменения временного состояния шметров пясти выглядит следующим образом: ширина - толщина. Суточный риш обнаружен для всех оцениваемых параметров позвонка. В сравшшш гредыдущей серией, отмечена замена высокочастотных составляющих на жочасгашые и в первую очередь - для длины и ширины мости. По-видимому, это сзано со снижением адаптационных возможностей смешанных костей скелета вотных этого периода. Согласно суточной динамике параметры кости изменяются времени по схеме: длина - ширина - толщина.

Косинор-анализ у всех биохимических компонентов сыворотки крови, кроме лочной фосфатазы, выявил суточный ритм. У всех компонентов обнаружены 1чимые ультрадианные составляющие с периодом 12, 8 или 6 ч, а для кальция и гния все три. Их акрофазы при уменьшении периода, смещаются против часовой 'елки При этом, для ритмов фосфора, магния и щелочной фосфатазы на&подается икение влияния десинхронизирующих факторов.

.2. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров во второй месяц после родов

Скорость ультразвука в этой серии составила для пясти 2874±15.6, для ребра -Ю±23.9, для позвонка - 2242±13.3 м/с. Ширина пясти была равна 4.49±0.69, толщина 85±0.08 см. Длина позвонка составила - 5.57±0.04, ширина - 4.30±0.08, толщина -9±0.06 см.

Ко второму месяцу после отела животных скорость ультразвука в пясти и ребре [остоверно понижается. Одновременно ширина пясти несущественно увеличивается, шщина уменьшается. Длина позвонка достоверно (Р<0.05) уменьшается, остальные азатели шети незначимо увеличиваются.

С морфометрическими параметрами пясти скорость звука коррелирует с шириной -южителыю, длиной - отрицательно. Значит, по толщине пясти процессы остеогенеза ;валируют над резорбцией. В теле позвонка только толщина взаимосвязана со ростью ультразвука положительно, тоща как, длина и ширина кости коррелирует це отрицательно.

Биохимический анализ сыворотки крови коров свидетельствует о существенном личении концентрации общего кальция, неорганического фосфора и щелочной :фатазы, и уменьшении - магния. В то же время динамические показатели, их гейные тенденции, свидетельствуют об уменьшении концентрации веществ в юреггке крови.

Критерий точности рассчитанных моделей для скорости звука повышается для всех х костей, но для ребра и тела позвонка меняется зависимый параметр.

По-ввдимому, в этот пфиод наблюдается максимальная интенсивность цроцеа резорбции, но обратный процесс начинает проявляться для рада костей: ребро, пяс Это подтверждается данными биохимического анализа крови, когда поступление калы из костей в кровь и далее в молоко несколько снижается на фоне падения активно« щелочной фосфатазы.

Косинор-анализ скоростиультразцука регистрирует наличш достоверного сугочга ритма во всех костях, а также восстановление 6-часовой ультрадианной составляюп в пясти, однако эта же составляющая пропадает в теле позвонка. Суда по акрофаз; изменение биофизического состояния костей во времени, происходит по схеме: и позвонка - ребро - пясть.

Морфометрические параметры пясти испытывают меньшее влияя десинхронизирующих факторов. В частности, суточный ритм обнаружен как в шир1 кости, так и в толщине, при этом появляются значимые 12-, 8- и 6-часовые упьтрадианн составляющие для всех параметров. Изменение параметров пясти во времени протек по следующей схеме: ширина - толщина.

Мы отмечаем усиление десинхроноза в смешанных костях. Об этом свидетельств; исчезновение суточного ритма для ширины кости и многих упьтрадианных составляюн других показателей Изменение параметров позвонка во времени протекает по следукш схеме: ширина - длина тела - толщина.

Косинор-анализ биохимических компонентов сыворотки крови коров так свидетельствует о повышении уровня десинхронизирующих факторов, что доказывав исчезновением 12-часовой составляющей для неорганического фосфора и магн увеличением амплшуды большинства ритмов и расширением границ доверитель!I интервалов акрофаз.

3.2.3. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в третий месяц после родов

Скорость ультразвука в этой серии исследований составила в пясти 2885±13.3 ребре 2669±17.5, в позвонке 2243±10.8 м/с. Ширина пясти составила 4.34±0.03, толщ* - 5.91±0.03 см. Длина позвонка была равна 5.2б±0.07, ширина - 4.01 ±0.04, толщин 3.75±0.04 см.

На фоне несущественного увеличения скорости звука, морфометрические парамет костей коров этого периода достоверно (Р<0.05) уменьшаются, исключение составл! толщина пясти - увеличивается.

С морфомегрическими параметрами пясти скорость звука коррелирует в основн положительно и несущественно. С параметрами позвонка скорость звука коррелир; более значимо и в основном положительно, в первую очередь, с длиной и ширин« Характерно отсутствие достоверности, при наличии положительной связи.

Установлено, что концентрация общего кальция в сыворотке крови - недостовер] а неорганического фосфора - существенно (Р<0.01) увеличивается, а щелочи фосфатазы не изменяется. Одновременно, динамически снижаются шнценграц кальция и фосфора. Уровень щелочной фосфагазы, наоборот, увеличивает«

больший шэффициеиг регрессии отмечается у фосфора, минимальный - у кальция. Критерий качества регрессионных моделей скорости ультразвука в ребре в основном ышается, меняется зависимая переменная. Для скорости ультразвука в пясти и гонке моделей в этой серии выявлено не было.

3 данной серии продолжает наблюдаться преобладание резорбции над остеогенезом, [ складывается впечатление о подготовке к смене процессов ремоделяции в пясти, исходит переход аморфного фосфата кальция в лабильный кальций крови на фоне га активности щелочной фосфатазы и три повышении уровня лактации. Косинор-анализ регистрирует исчезновение суточного ритма скорости ультразвука пясти и позвонка и сохранение большинства его утьтрадианных составляющих. При i изменяются амплитуды, акрофазы и их доверительные интервалы. Судя по акрофазе чного ритма, схема изменения биофизической активности гостей следующая: тело »онка - пястная гость - ребро.

Косинор-анализ регистрирует сохранение суточного ритма морфометрических гметров пясти, но шготорые ультрадианные составляющие пропадают. Несомненно, свидетельствует о повышении уровня воздействия стресс-факторов на фометрические параметры пясти коров. Временные изменения параметров пястной и выглядят так: ширина - толщина.

Для показателей тела позвонка характерно восстановление суточного ритма для 1ины и ультрадианных составляющих для всех показателей, что говорит о снижении гействия десинхронизирующего фактора на смешанные гости в данный период, енения параметров пястной гости во времени выглядят следующим образом: длина грина - толщина.

Повышение адаптационных возможностей организма подтверждается и дггствием достоверных (уточных колебаний для всех оцениваемых компонентов эрогки крови В частности появляется суточный ритм для щелочной фосфатазы, 12-шая утырадиагагая составляющая для фосфора и 8-часовая для щелочной фосфатазы. иа сдвига акрофаз суточного ритма компонентов выглядит следующим образом: фор - кальций - тцелочтия фосфатаза.

W. ВЫВОДЫ

I. Прижизненный динамический замер области пясти и тела пятого хвостового юнка шров периодов сухостоя и раздоя может быть использован в качестве мнительного метода к ультразвуковой остеометрии, что позволит судить об люивгюсти обмена минерального компонента не только по его структурным но и лранственньш изменениям в костях.

I. Междуутыразвунэвыми и морфометрическими показателямитруСяатых, плоских тешатшых костей коров анализируемых периодов существуют преимущественно гтные корреляционные связи слабой и средней силы, обусловленные переходом в ичные формы аморфного фосфата кальция.

!. Перед сухостоем у коров в костях преобладают процессы распада аморфного фата и перехода активного кальция в кровь, в сухостое минеральный обмен костной и животных характеризуется доминированием процессов остеосинтеза, а за 10-15

дней до родов соотношение процессов резорбции и осгеогенеза в костях скелета ко] меняется в сторону преобладания первых, но с меньшей степенью различия. Все: изменения связаны с формированием плода, подготовкой организма матери к рода! последующей лактации

4. В первый месяц после родов в костях скелета коров процессы остеогеи превалируют над резорбцией, на пике раздоя уже резорбция преобладает т остеогенезом, на последнем его этапе резорбция хотя и имеет преимущество, но : различие минимально.

5. В жизнедеятельности костей скелета у коров периодов сухостоя и раз; достоверно выявляется суточный ритм и его 12-, 8-, 6-часовые составляют отражающие в первую очередь интенсивность минерального обмена в костной сиете При этом показатели ритмов (акрофаза, амплитуда, мезор) зависят как от типа ноет так и от физиологического состояния животного.

6. Для наследуемых показателей в раздое число регистрируемых суточных рига и их ультрадианных составляющих больше чем в сухостое, что объясняется с одт стороны снижением количества воздействующих десинхронизирующих факторов, другой усилением интенсивности обмена костной ткани, напр авлешюй на лактациощ: процессы.

7. Перед сухостоем в костях скелета коров характерно численное преимущес высокочастотных ультрадианных составляющих. В сухостое больше суточных ритм аза 10 -15 дшйдо родов уже преобладают 6-часовые составляющие. Это свидетельств о последовательной ритмичной смене усиления и ослабления интенсивности обм( костной ткани.

8. В первый месяц лактации и па ее пике, вследствие стабилизации обмени процессов в костях, количество суточных ритмов и 12-часовых ультрадианн составляющих больше, чем в сухостое и к юнцу раздоя. В последний период раздо связи с гормональной перестройкой (наступление беременности) преобладают уже 8 6-часовые составляющие.

V. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Ветеринарным специалжтам хозяйств при решении вопроса о состоянии юсп тканиу коров в периоды сухостоя и раздоя рекомендуем производить морфометричес) замеры области пясти и хвоста, их подставляют в математические модели I определения скорости ультразвука в костях, по которым через нормативные табли оценивают состояние скелета у исследу емых животных,

2. С целью раннего выявления нарушений минерального обмена специалист хозяйств предлагается воспользоваться составленными нами таблицами пространственной характеристике областей пясти и хвоста у коров 4-5 летнего возрас находящихся на разных этапах периодов сухостоя и раздоя.

3. С цгдыо профилактики нарушений минерального обмена у коров рекомецдз применять в качестве подкормки трикадьцийфосфат на седьмом месяце беременное непосредственно перед родами, а также на третьем месяце после родов, когда в кос протекают процессы осгеогенеза.

4. Полученные нами данные используются в образовательном процессе в гнбургском ГАУ при подготовке зоовегспециадистов высшей квалификации.

VI. СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Дедушев C.B., Самогаев A.A. Использование хронобиологического подхода при гразвуювой остеометрии скелета коров различного физиологического состояния.// гериалы XX преподаватеяьсгой научно-практической конференции/ С б. науч. трудов/ шбургскийГПИ - Оренбург, 1996. - С. 190-191.

2. Дедушев C.B., Самогаев A.A. Динамика биохимических и биофизических сазателей костей скелета коров в период сухостоя.// Материалы 8-й «государственной межвузовской научно-практической конференции «Новые )матлогические средства в ветеринарии» - Санкт-Петербург, 1996. - С. 98-99.

3. Дедушев C.B., Санеев РА. Изменениясиэростиультразвука в костях скелета коров личного физиологического состояния.// Материалы 18 научной конференции гдиш-биологическая техника/ Сб. науч. трудов/ Оренбургский ГУ - Оренбург, 1996.

14-16.

4. Дедушев C.B., Самогаев A.A., Санеев P.A. Суточные изменения скорости гразвука в костях скелета юров различного физиологического состояния.// Актуальные росы сельскохозяйственного производства/ Сб. науч. трудов/ Оренбургский ГАУ -;нбург, 1996. - С. 79-81.

5. Дедушев С .В. Суточные изменения минеральных компонентов в крови и скорости гразвука в костях скелета коров за 10 дней до рсдов.// Тезисы докладов региональной шо-пракгачеснэй конференции молодых ученых и специалистов/ - Оренбург; 1996. 24.

6. Дедушев C.B., Взаимоотношения морфометрических, ультразвуковых и химических показателей костей скелета коров в период раздоя.// Тезисы докладов лональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов/ -ягбург, 1997. - С. 43-45.

7. Дедушев C.B., Самогаев A.A. Морфометрические и ультразвуковые изменения гей скелета мэров периода сухостоя и раздоя.// Актуальные вопросы ветеринарии/ научи, трудов/ Оренбургский ГАУ - Оренбург, 1997. - С. 63-65.

8. Новый прослой способ экспресс-диапюстики и прогнозирования состояния костной гемы человека и животных./ Дедугаев C.B., Клюквина Е.Ю., Савгашэв A.B., Розанов L Медико-биологическая: Материалы 19-й научной конференции ОГУ - Оренбург. -7. - С. 5-6.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дедушев, Сергей Владимирович, Оренбург

/' Л , . / ,

& < 1 : "" ■/ ' / ; '

/ ч

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Дедушев Сергей Владимирович

СУТОЧНАЯ ДИНАМИКА СТРУКТУРНЫХ И МОРФОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОСТЕЙ СКЕЛЕТА КОРОВ ПЕРИОДОВ СУХОСТОЯ И РАЗДОЯ

03.00.13 - физиология человека и животных

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель -доктор биологических наук, профессор Самотаев А. А.

Оренбург - 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

I. ВВЕДЕНИЕ........................................................................................................5

И. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................9

2.1. Морфологические особенности и изменения костной ткани в различные

физиологические периоды жизни животных...................................................9

2.2 Адаптационно-динамические изменения костной ткани и некоторых

компонентов крови у живых организмов.......................................................12

2.3. Количественная оценка компонентов костной ткани...................................14

2.4. Биохимические параметры крови коров периодов сухостоя и раздоя........15

2.5. Ритмическая аспекты структурно-функциональных перестроек систем живых организмов..........................................................................................17

2.6. Ультразвуковая остеометрия..........................................................................24

III МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ................................................26

3.1. Общие принципы и подходы.........................................................................26

3.2. Ультразвуковая остеометрия.........................................................................28

3.3. Морфометрические измерения костей скелета и окружающих их

тканей..............................................................................................................30

3.4. Биохимические исследования сыворотки крови...........................................34

3.5. Статистическая обработка..............................................................................35

IV. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.............................................................36

4.1. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и

биохимические показатели сыворотки крови коров сухостоя.....................36

4.1.1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров за 70 дней до

родов................................................................................................................40

4.1.1.1. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров за 70 дней до родов.............................................................................................49

4.1.2. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров за 45 дней до родов................................................................................................................55

4.1.2.1. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров за 45 дней до родов..................................................................................................65

4.1.3. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров за 15 дней до родов................................................................................................................72

4.1.3.1. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров за 15 дней до родов..................................................................................................82

4.2. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров после родов...............................................................................................................88

4.2.1. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров через 25 дней после родов................................................................................................................92

4.2.2. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров через 25 дней после родов..........................................................................................102

4.2.2. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров через 55 дней после родов.............................................................................................................109

4.2.2.1. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров через 55 дней после родов.....................................................................................119

4.2.3. Ультразвуковые и морфометрические показатели костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров через 80 дней

после родов...................................................................................................126

4.2.3.1. Суточные ритмы ультразвуковых, морфометрических параметров костей скелета и биохимических показателей сыворотки крови коров через

80 дней после родов.....................................................................................136

Y. ЗАКЛЮЧЕНИЕ......................................................................................144

5.1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в период

сухостоя.........................................................................................................145

5.1.1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на седьмом месяце беременности................................................................................................145

5.1.2. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на восьмом месяце беременности................................................................................................147

5.1.3. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров на девятый месяц беременности................................................................................................149

5.2. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в периоде раздоя......151

5.2.1. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в первый месяц после родов..............................................................................................................152

5.2.2. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров во второй месяц после родов..............................................................................................................154

5.2.3. Ультразвуковые и морфометрические параметры костей скелета и биохимические показатели сыворотки крови коров в третий месяц после родов..............................................................................................................156

VI. ВЫВОДЫ.......................................................................................................158

VII. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ..........................................................160

VIII. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................161

IX. ПРИЛОЖЕНИЕ..............................................................................................178

I. ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Состояние и степень развития скелета у сельскохозяйственных животных тесно связаны с их продуктивностью, возрастом, породой. Вот почему важно знать как происходит развитие скелета, как он претерпевает изменения в зависимости от условий кормления, содержания скота и физиологического состояния. Форма и размеры костей их структурно - химический состав, зависят не только от состояния организма, но и от факторов внешней и внутренней среды (Пастухов М.В., 1979).

Как известно, проявлением физиологической адаптации, связанной с метаболическими процессами в костях, являются все те процессы, в результате которых изменяются их макро- и микроархитектоника, химический состав в ответ на изменения внешних условий (Янсон Х.Я. и др. 1990).

На сегодняшний день описаны многие процессы жизнедеятельности костной ткани (Саулгозис Ю.Ж., 1984; Хрусталева И.В., 1984; Крюков В.И., 1986; Слесаренко H.A., 1986; Криштофорова Б.В., 1987; Тимошенко О.П., Кладченко JI.A., Клюева Г.Ф., 1987 и др.). Однако цикличность динамических изменений разных типов костей, происходящих в результате функциональных перестроек, изучены недостаточно, и прежде всего из-за малого количества методов неин-вазивной, прижизненной оценки состояния костной системы.

С введением новых методов исследования, в том числе ультразвуковой ос-теометрии, было показано, что существует согласование структурных и мор-фометрических показателей скелета коров в различные периоды жизни (Паршина Т.Ю., Самотаев A.A., 1993).

Большим достижением в изучении обменных процессов в костях явилось понимание их хронобиологических особенностей (Янсон X. А., Дзенис В. В., Татаринов А. М., 1990; Самотаев А. А., 1992), так как ритмичность является одной из коренных, наиболее общих закономерностей нашего мира. Всевоз-

можные колебания, пульсации, циклы, ритмы, волны, неотъемлемо присущи всем без исключения проявлениям жизни (Duboris F.S., 1959; Эмме А.М., 1967; Голиков А.П., Голиков П.П., 1973; Gauquelin М., 1973; Романов Ю.А., 1980, 1985; Aschoff J., 1981; Деряпа Н.Р., Мошкин М.Н., 1985; Лебедев H.H., 1987; Агаджанян H.A., 1987). Основой многих циклических процессов, протекающих в организме, являются суточные ритмы (Mills J.N., Minors D.S., 1974; Тандуева Д.Т., 1985; Степанова С.И., 1986). Поэтому их выявление в костях скелета животных, обнаружение взаимосвязи с биохимическими изменениями крови у коров периода сухостоя и раздоя, позволило бы разработать более простую методику для диагностики нарушений минерального обмена у молочных коров, необходимость в которой испытывают не только ученые, но и практические работники.

Цель исследования - экспериментально обосновать методику совместного применения ультразвуковых и морфометрических измерений костей, что позволило бы выявить закономерности суточных колебаний пространственных взаимосвязей структур костной ткани коров в периоды сухостоя и раздоя.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Определить суточную динамику скорости ультразвука в трубчатых, плоских и смешанных костях скелета коров в периоды сухостоя и раздоя.

2. Изучить суточные ритмы и их ультрадианные составляющие ряда морфометрических показателей костей и прилежащих тканей у коров периодов сухостоя и раздоя.

3. Выявить суточные ритмы и их ультрадианные составляющие ряда биохимических компонентов сыворотки крови, характеризующих минеральный обмен у коров в периоды сухостоя и раздоя.

4. Изучить уровень корреляционной связи морфометрических и ультразвуковых показателей костей скелета, и биохимических компонентов сыворотки крови коров в указанные периоды.

Научная новизна исследований состоит в том, что впервые у коров периодов сухостоя и раздоя изучены суточные ритмы и их ультрадианные составляющие морфометрических показателей костей скелета и прилежащих тканей.

Впервые проведены исследования, позволившие определить суточную ритмичность изменения скорости ультразвука в трех резко различающихся костях скелета животных, за три месяца до и после отела.

Получены новые данные о коррелятивной изменчивости между морфомет-рическими показателями и скоростью ультразвука в костях коров двух резко различающихся периодов.

На основе морфометрических параметров разработаны математические модели динамики скорости звука в костях скелета коров периодов сухостоя и раздоя.

Установлены временные периоды смены процессов ремоделяции (резорбция и остеогенез) в разных типах костей скелета коров периодов сухостоя и раздоя.

Практическая значимость состоит в том, что разработаны тесты морфометрических параметров тела 5-го хвостового позвонка и пясти коров на протяжении периодов сухостоя и раздоя; предложены математические модели, позволяющие определять скорость ультразвука в костях скелета коров, через их морфометрические параметры; раскрываются закономерности структурных и морфометрических изменений у коров двух различных периодов, предлагаются определенные периоды лечения деструктивных процессов протекающих в костной ткани коров обусловленных нарушением минерального обмена.

Апробация. Материалы диссертации обсуждены и одобрены на XX преподавательской научно-практической конференции Оренбургского ГПИ (1996); 8-й межвузовской научно-практической конференции "Новые фармакологические средства в ветеринарии" (С. Петербург, 1996); научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов Уральского региона (1996-1997); 18-ой и 19-ой научных конференциях студентов и аспирантов "Медико-

биологическая техника" (Оренбург, 1996-1997); итоговых научных конференциях факультета ветеринарной медицины Оренбургского ГАУ (1996-1997).

Основные положения выносимые на защиту:

1. Разработанная методика некоторых морфометрических параметров тела пятого хвостового позвонка и пясти коров в периоды сухостоя и раздоя, при совместном использовании с ультразвуковой остеометрией этих же костей, позволяет проводить более объективную оценку динамического структурно-пространственного состояния скелета животных.

2. Динамика структурно-пространственных взаимоотношений костей различны не только между смешанными, плоскими и трубчатыми костями, но и одноименными элементами скелета коров.

3. В связи с запросами организма коров морфометрические и ультразвуковые показатели костей скелета находятся преимущественно в обратных корреляционных отношениях, что обусловлено периодизацией фаз ремоделяции, в виде накопления или расходования аморфного фосфата костной тканью.

4. Цикличность фаз ремоделяции изучаемых показателей костной ткани коров проявляются в виде суточных колебаний и их ультрадианных составляющих (12,8,6 ч), количество, соотношение и параметры которых зависят от типа кости и физиологического состояния животного.

IL О Б 3 О Р ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Морфологические особенности и изменения костной ткани в различные

физиологические периоды жизни животных

Костная система животных и человека является важнейшей функциональной системой организма, обеспечивающей его рост и участвующей в физиологических процессах (Овсянников Г. Ф., 1976). Кроме того, скелет, образуя физическую основу тела и опорно-динамические конструкции аппарата движения, является в то же время ареной кроветворения, минерального обмена, выполняет функцию гомеостатического регулирования ионного состава жидкостей организма (Торбенко В.П., 1967; Торбенко В.П., Сахаров Б.В., 1967; Скоблин А.П., Белоус A.M., 1968; Медяев В.П., 1970).

Многие морфологи (Dingle J.F., 1975; Привес М.Г., 1985) уделяют большое внимание структурно - функциональному состоянию кости как органа. Признано, что скелет животного и человека является очень лабильной системой (Kember N.F., Sissons A.A., 1976; Хрусталева И.В., 1984; Слесаренко H.A., 1984).

Постоянный, динамичный волнообразный процесс перестройки позволяет кости все время обновляться, приспосабливаться к изменяющимся нагрузкам. С точки зрения основных жизненных закономерностей здесь нет ничего необычного и трактуется в виде функциональной адаптации. Принцип сохранения структуры через ее функцию заложен в самом устройстве биологической системы. Почти во всех живых клетках действуют механизмы, обеспечивающие непрерывную замену старых, разрушающихся элементов новыми (Панин Л.Е., 1983; Бруско А.Т., 1984).

Существует мнение, что у взрослых животных две трети компактных трубчатых костей неспособны к обмену (Мусил Я. и другие, 1984). По данным других авторов небольшие изменения концентрации микроэлементов или pH мо-

гут вызвать растворение или осаждение плотной неорганической фазы кости, а ремодуляция кости - это один из способов удовлетворения потребности организма в минеральных веществах (Payne J.M., Sansom B.F., 1966; Wollast R., Hinsencamp M., Burny F., 1978).

В.П. Торбенко, Б.С. Касавина, (1977) отмечают, что отсутствие или недостаток некоторых микроэлементов (марганца, стронция, ванадия, меди, фтора, свинца, кобальта, алюминия) может нарушить процессы созревания коллагена и его пространственную агрегацию, а также исказить остеобластическую диф-ференцировку.

Несмотря на то, что кость относительно легко доступна для наружного исследования, потребовалось около двух столетий, чтобы коренным образом изменить представление о структуре костного минерала, считавшегося прежде только кристаллическим образованием, и прийти к заключению, что костный минерал состоит из кристаллического гидроксилапатита и аморфного фосфата (Tennine J.D., et al, 1967).

Доказано, что аморфная часть является главным компонентом костного минерала. В костях человека, крупного рогатого скота и крыс имеется 20-40% некристаллического минерала. Показано, что величина аморфной фазы меняется с возрастом животного. Так, у пятидневной крысы аморфная фаза составляет 65% костного минерала, а в возрасте 70 дней - только 35,5%. Отмечено, что содержание аморфного фосфата кальция различно на отдельных участках кости (Glimcher M.J., Krans S.M., 1968).

В кости твердая фаза аморфного фосфата кальция встречается в незначительных количествах, хотя именно аморфный фосфат кальция является той фазой костного минерала, которая быстрее включается в обмен веществ и составляет "лабильную" фракцию костного вещества или же часть ее (Пастухов М.В., 1979; Glimcher M.J., 1984). В литературе имеются сообщения об изменениях содержания аморфного фосфата и кристаллического гидроксила�