Роль метаболического и антиоксидантного статуса в возникновении омфалита у новорожденных телят 03. 00. 04 биохимия

Вид материала

Автореферат

Содержание Официальные оппоненты 1. Общая характеристика работы Цель и задачи исследований. Научная новизна. На защиту выносятся следующие положения Структура и объём работы. 2. Объекты и методы исследования 3. Результаты собственных исследований 3.2. Свободнорадикальное окисление липидов и белков у здоровых новорожденных телят в первый месяц после рождения 3.3. Состояние метаболического статуса у заболевших омфалитом новорожденных телят 3.4. Свободнорадикальное окисление липидов и белков у заболевших омфалитом новорожденных телят 3.5. Иммунный статус у заболевших омфалитом новорожденных телят 3.6. Профилактика омфалита у новорожденных телят с использованием антиоксидантов Практические предложения Список работ, опубликованных по теме диссертации

Подобный материал:

• Элективный цикл, 36.5kb.
• Фармакокоррекция нитроксидергических процессов, морфобиохимического и иммунологического, 908.84kb.
• Особенности морфологического и гормонально-метаболического статуса спортсменок-борцов, 533.99kb.
• Превентивная программа лечения метаболического синдрома на базе клиники «Слатина», 31.01kb.
• Комплексная оценка функционально-метаболического статуса нейтрофильных гранулоцитов, 307.08kb.
• Программа кандидатского экзамена «Биохимия», 166.06kb.
• Научная программа конференции: Эпидемиология метаболического синдрома. Новое в патогенезе, 40.17kb.
• Клинико-иммунохимическая оценка проницаемости гематоэнцефалического барьера новорожденных, 421.23kb.
• «Гигиеническое воспитание по профилактике и лечению ожирения и метаболического синдрома», 1208.92kb.
• Откорм молодняка крупного рогатого скота мясных пород, 101.86kb.

На правах рукописи


ФИЛАТОВ НИКОЛАЙ ВИКТОРОВИЧ


РОЛЬ Метаболического и антиоксидантного СТАТУСА в возникновении омфалита у новорожденных телят


03.00.04 – биохимия


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук


Воронеж-2007

Работа выполнена в отделе клинической биохимии ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии.


Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Рецкий Михаил Исаакович


Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Беляев Василий Иванович

кандидат биологических наук

Бобкин Виктор Викторович


Ведущая организация: ФГОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова


Защита состоится «2» ноября 2007 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.004.01 при ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии (394087, г. Воронеж, ул. Ломоносова, 114-б).


С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии.


Автореферат разослан «___»__________ 2007 г.


Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук Т.И. Ермакова


1. Общая характеристика работы

Актуальность. Среди заболеваний новорожденных телят в первые дни жизни часто регистрируется омфалит примерно у 20% у телят нормотрофиков и до 60% – у гипотрофиков (Гирин В.А., 1982; Кашин А. С., Гречкин А. П., 2003; Риихикоски У., 1986.; Frei C. et al., 1997). Как правило, первые клинические признаки пупочного сепсиса проявляются уже на 8-20 час жизни новорожденного, а локально-воспалительного процесса – на 2-3 сутки (Золотарев А.И., 2002; Frerking H., Aeikens T., 1978; Lischer C. J., Steiner A., 1994; Stark K. D. et al., 1997). При этом гибель телят может доходить до 10,5% (Алехин Ю.Н., 2000). одним из основных факторов риска развития этого заболевания считается недостаточность колострального иммунитета (Donovan G. A. et al., 1998; Dittenhoffer C., 2005).

Первые часы и дни жизни новорожденного характеризуются комплексом адаптивных реакций жизненно важных систем с реализацией генетически детерминированной стратегии биохимической адаптации (Хочачка П., Сомеро Дж., 1988; Савельева Г.М. с соавт., 2004), обеспечивающей переход организма новорожденного из одного гомеостатического состояния в другое (Озернюк Н.Д., Нечаев С.К., 2002).

Особенности протекания биохимических процессов в организме новорожденных телят во многом определяются специфическими условиями метаболизма в начале постнатального периода развития (Тупицька О.М. с соавт., 1997; Фенченко Н.Г. с соавт., 2004; Gaal T. et al., 2006). Адаптивные перестройки у животных в первые дни жизни, отражающие изменения характера его метаболизма, в первую очередь обусловлены состоянием регуляторных систем, действие которых направлено на поддержание антиоксидантного и иммунного статуса на ранних стадиях развития, что позволяет новорожденному быстро осуществить специфические приспособительные реакции (Черешнев В.А. с соавт., 2002; Varga J. et al., 2001; Blome R. M. et al., 2003; Smith L. M. et al., 2004).

Нарушение процессов становления метаболического и окислительного статуса у новорожденных животных, развитие иммунодефицитного состояния часто становится причиной повышенной восприимчивости к заболеваниям в неонатальный период (Плященко С. И. с соавт., 1990; Lorenz I., 2004; Batchelder C.A. et al., 2007), что составляет одну из самых острых проблем современной ветеринарной медицины.

Решение этих вопросов тесно связано с такой фундаментальной общебиологической проблемой, как образование свободнорадикальных форм кислорода, пероксидной модификацией липидов и белков, состоянием системы антиоксидантной защиты (Зенков Н.К. с соавт., 2001; Ahola T. et al., 2004; Negre-Salvayre A., 2007) и может быть весьма полезным для выяснения сложных многоуровневых взаимоотношений различных метаболических звеньев при неонатальной патологии.

В случаях несовершенной компенсации метаболических изменений в неонатальный период, не соответствия их адекватному течению адаптационных процессов и развитие у новорожденных телят иммунодефицитного состояния повышается риск развития бактериальных и вирусных инфекций (Мельничук Д.О. с соавт., 2002; Besser T.E. et al., 1990). Поэтому в устойчивости телят к неонатальным болезням существенная роль принадлежит состоянию метаболического статуса у новорожденного и его адаптивным изменениям в первые дни жизни (Рецкий М.И. с соавт, 2005; Gutzwiller A., Blum J. W., 1996).

заболевания молодняка в первые дни жизни связывают с дефицитом микроэлементов (Самохин В.Т., 2002; Kume S. et al., 1998), неадекватным формированием метаболической системы кислотно-основного гомеостаза (Калюжный И.И., 1998; Мельничук Д.О. с соавт., 2000, Каверин Н.Н., 2005), развитием оксидативного стресса и недостаточностью системы антиоксидантной защиты организма после рождения (Рецкий М.И., 1997; Зенков Н.К. с соавт, 2001; Каверин Н.Н., 2005; Saugstad O.D., 2001; Gupta S. et al., 2005), нарушением пассивного переноса молозивных иммуноглобулинов и формирования колострального иммунитета (Воронин Е.С., 2002; Артемьева С.С., 2006; Olson D. P. et al., 1981; Weaver D.M. et al., 2000), что считают и одним из основных факторов риска развития омфалита у новорожденных телят (Donovan G. A. et al., 1998; Dittenhoffer C., 2005).

Однако до настоящего времени состоянию антиоксидантного статуса как совокупности процессов свободнорадикального окисления и состояния системы антиоксидантной защиты в этиологии и патогенезе такого распространенного заболевания новорожденных телят как омфалит не уделялось достаточного внимания, что не позволяло разработать научно обоснованные способы профилактики этого заболевания. В тоже время изучение закономерностей становления антиоксидантного статуса и его роли в этиологии и патогенезе омфалита является необходимым этапом исследований, направленных на разработку научно обоснованных способов профилактики этого заболевания. Это и определило общую направленность работы и методических подходов.

Цель и задачи исследований. Целью данного исследования являлась сравнительная оценка становления метаболического и антиоксидантного статуса у здоровых и заболевших омфалитом новорожденных телят, их взаимосвязи с формированием колострального иммунитета и разработка способа профилактики омфалита у новорожденных.

Для достижения цели были поставлены следующие основные задачи:

– изучить закономерности изменения метаболического и антиоксидантного статуса в первые дни жизни и их роль в формировании колострального иммунитета у новорожденных телят;

– провести сравнительную оценку состояния антиоксидантного и иммунного статуса здоровых и заболевших омфалитом новорожденных телят;

– обосновать и оценить эффективность профилактики омфалита с использованием антиоксидантов.

Научная новизна. Установлено, что ранний постнатальный период развития телят сопровождается явлениями окислительного стресса. Преимущественное значение в защите от активных форм кислорода в течение первых суток жизни принадлежит комплексу супероксиддисмутаза  каталаза, а позднее глутатионовому и неферментативному звеньям системы антиоксидантной защиты. Показано, что от состояния метаболического и антиоксидантного статуса зависит формирование колострального иммунитета у новорожденных животных. Впервые установлено, что у заболевших омфалитом новорожденных телят, по сравнению с оставшимися здоровыми, более значительно выражены явления оксидативного стресса, развивающиеся вследствие дисбаланса в системе свободнорадикальное окисление – антиоксидатная защита, окислительной модификации белков, дефицит микроэлементов, входящих в состав основных антиоксидантных ферментов. Это приводит к нарушению формирования колострального иммунитета. Впервые установлено, что совместное применение антиоксидантного препарата Селедант и Тривита нормализует состояние антиоксидантного и иммунного статуса у новорожденных и профилактирует развитие у них омфалита.

Новизна проведенных исследований подтверждена патентом РФ № 2301060 «Способ профилактики омфалита у новорожденных телят» и положительным решением о выдаче патента «Способ профилактики омфалофлебита у новорожденных телят» от 06.07.2007.

Практическая значимость. Изучение значения антиоксидантного и иммунного статуса в возникновении омфалита у новорожденных телят позволяет углубить и систематизировать современные представления об их роли в возникновении этой патологии неонатального периода. Полученные данные можно использовать для оценки риска и прогнозирования развития омфалита, разработки фармакологических средств его профилактики и лечения у телят.

Результаты научных исследований включены в «Методические рекомендации по диагностике, терапии и профилактике нарушений обмена веществ у продуктивных животных» (рассмотрены и одобрены секцией «патология, фармакология и терапия», протокол № 2 от 08.07.2005, утверждены Бюро Отделения ветеринарной медицины Россельхозакадемии, протокол № 3 от 06.10.2005).

Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены на Международной научно-практическая конференция «Актуальные проблемы патологии и морфологии животных», посвященной 100-летию со дня рождения проф. А.А.Авророва (Воронеж, 2006); 1-ой Международной научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патологии, фармакологии и терапии» (Воронеж, 2006); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006); Первом съезде ветеринарных фармакологов России (Воронеж, 2007), а также на ежегодных отчетных сессиях ВНИВИПФиТ в 2005-2007 г.г.

Публикации. Основные материалы диссертации изложены в 12 статьях, опубликованных в различных изданиях, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК РФ и 1 патенте.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Ранний постнатальный период развития телят сопровождается явлениями окислительного стресса. Преимущественное значение в защите от активных форм кислорода в течение первых суток жизни принадлежит комплексу супероксиддисмутаза-каталаза, а позднее глутатионовому и неферментативному звеньям системы антиоксидантной защиты

2. У телят, заболевших омфалитом, по сравнению с оставшимися здоровыми, в первые дни после рождения более выражены явления оксидативного стресса и недостаточность ферментативного звена системы антиоксидантной защиты, что сопровождается нарушением формирования колострального иммунитета.

3. Применение телятам через 0,5-1 час после рождения Селеданта и Тривита способствует повышению потенциала их антиоксидантного и иммунного статуса и снижению заболеваемости омфалитом.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 198 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, объектов и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и практических предложений. Список использованной литературы содержит 440 источников, из них 254 отечественных и 186 иностранных. Иллюстративный материал включает 21 таблицу и 22 рисунка.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены в 2005-2007 г.г. в отделе клинической биохимии в соответствие с планом НИР гНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН по государственным заданиям: «Изучить роль дисбаланса активных форм кислорода и биологически активных веществ в нарушении обмена веществ, снижении резистентности и возникновении заболеваний продуктивных животных» (№ гос. регистрации 01.200.117018) и «Разработать новые высокоэффективные средства и способы профилактики и терапии массовых незаразных и вызываемых условно патогенными микроорганизмами заболеваний сельскохозяйственных животных, экспресс-методы оценки качества кормов, сырья и продуктов животного происхождения, способы реабилитации животных от техногенных воздействий» (№ гос. регистрации 01.9.90.0001257).

Опыты проведены на базе ОАО «Воронежпищепродукт» Новоусманского района Воронежской области совместно с сотрудниками отдела микробиологии, вирусологии и иммунологии, отдела физико-химических методов исследований и отдела патологии размножения и молочной железы у сельхозживотных, за что автор приносит им благодарность.

В качестве объекта исследований служили 170 новорожденных телят. За матерями этих телят в течение 1,5 месяцев до отела вели клиническое наблюдение, учитывали отеки молочной железы, тазовых конечностей, подгрудка и наружных половых органов, а также определяли температуру тела, частоту сердечных сокращений.

За всеми телятами вели клиническое наблюдение до месячного возраста: учитывали состояние слизистых оболочек, мышечного тонуса, рефлекторной возбудимости, наличие сосательного рефлекса, сроки появление уверенной позы стояния, регистрировали температуру тела, частоту сердечных сокращений и дыхательных движений. Все животные содержались в одинаковых условиях кормления и ухода в соответствии с зоогигиеническими требованиями.

В опытах использовали селенорганический препарат Селедант, содержащий в качестве ДВ алкилзамещенный (4,4)-дипиразолселенид (Селекор) и Тривит содержащий 20 мг - токоферол-ацетата, 30000 МЕ - ретинол-ацетата, 40000 МЕ - витамина Д₃ производства ЗАО НПП «Агрофарм».

Для иммунизации стельных коров использовалась поливалентная формолвакцина против колибактериоза (эшерихиоза) сельскохозяйственных животных «Коливак».

Определение содержания в сыворотке крови глюкозы, холестерина, креатини-на, мочевины, кальция, неорганического фосфора, активности -глутамилтранс-феразы (-ГТ), аспартат- и аланинаминотрансферазы, щелочной фосфатазы определяли на биохимическом анализаторе «Хитачи-902» (Япония), содержание в крови цинка, меди, марганца, железа – на атомно-адсорбционном спектрофотометре «Perkin Elmer» модель 703 (США). В ряде опытов активность -ГТ определяли с помощью наборов фирмы «Vital Diagnostics» (Россия).

Для оценки антиоксидантного статуса организма определяли: содержание диеновых коньюгатов (D₂₃₂ /мг липидов), кетодиенов (D₂₇₈ /мг липидов), малонового диальдегида (мкМ/л), флуоресцирующих оснований Шиффа (отн. ед./мл сыворотки крови), активность каталазы (мкМ Н₂О₂/лмин), селензависимой глутатионпероксидазы (мМ восстановленного глутатиона/лмин) с использованием в качестве субстрата пероксида водорода, глутатионредуктазы (мкМ окисленного глутатиона/лмин); ферроксидазную активность церулоплазмина (мкМ бензохинона/лмин), содержание восстановленного глутатиона (мМ/л), витамина Е (мкМ/л) (Бузлама В.С. с соавт., 1997). Активность супероксиддисмутазы (усл.ед./мг гемоглобина) определяли по степени ингибирования аутоокисления адреналина в щелочной среде (сирота т.в., 1999). Степень окислительной модификации белков плазмы (сыворотки) крови (нМ карбонильных групп/мг белка) определяли по методу Reznick A. Z., Packer L., (1994) в модификации Рецкого М.И. и Артемьевой С.С. (2004), уровень молекул средней массы (Габриэлян Н.И. с соавт., 1985), сорбционную способность эритроцитов (Тогайбаев А.А. с соавт., 1988), содержание в крови молочной (мМ/л) (Меньшиков В.В. с соавт., 1987) и пировиноградной кислот (мкМ/л) (Бабаскин П.М., 1976). Содержание белка определяли биуретовым методом (Досон Р. С. соавт., 1991), общих иммуноглобулинов - методом преципитации сульфатом цинка (Weaver D.M. et al., 2001). Классы иммуноглобулинов в сыворотке крови телят были определены методом радиальной иммунодиффузии по Манчини и титр антител к E.coli в отделе микробиологии, вирусологии и иммунологии ВНИВИПФиТ.

Каждую пробу исследовали в 3-х аналитических повторностях. Обработку экспериментальных данных проводили методами математической статистики с использованием компьютерных прикладных статистических программ «Statistica 5.0» и «Microsoft Excel». Достоверность различий оценивали с использованием t-критерия Стъюдента. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.


3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Метаболический статус здоровых новорожденных телят в
первый месяц после рождения

Для выяснения закономерности изменения метаболического статуса, в частности, антиоксидантного, в первые дни жизни и их роли в формировании колострального иммунитета у клинически здоровых новорожденных телят были определены биохимические и иммунологические показатели крови в возрасте 0,5-1,0 час (до первой выпойки молозива) (n = 10), 1 (n = 15), 3 (n = 15), 10 (n = 15) и 30 (n = 15) суток после рождения.

Ряд показателей определяли также в 1-ой, 2-ой, 3-ей, 4-ой порциях молозива, на 2-й и 3-й дни после отела у коров от которых были получены телята.

Установлено, что существенную зависимость от возраста имели показатели крови, характеризующие состояние окислительных процессов в организме – молочной и пировиноградной кислот и их соотношение, что связано со становлением кислотно-основного состояния после рождения (табл.1).

Таблица 1

Возрастная динамика показателей окислительных процессов в крови у телят

Показатели	Возраст телят
	0,5-1,0 час	1 сутки	3 суток	10 суток	30 суток
Лактат, мМ/л	2,6±0,34*	2,3±0,42*	1,1±0,18	0,9±0,06	1,1±0,08
ПВК, мкМ/л	185,1±12,6	222,0±7,2*	120,1±15,0*	119,7±6,3*	194,2±8,5
Лактат/пируват	14,1±1,20*	10,4±0,95*	9,2±0,87*	7,6±0,81*	5,7±0,48