Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.04) на тему:Применение макро- и микроэлементов при диспепсии телят в экологически неблагополучной зоне Южного Урала

® ил Ча/

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ВЕТЕРИНАРНОЙ

МЕДИЦИНЫ

На правах рукописи

ШЕПЕЛЕВА ТАТЬЯНА АНАТОЛЬЕВНА

ПРИМЕНЕНИЕ МАКРО-И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ДИСПЕПСИИ

ТЕЛЯТ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ НЕБЛАГОПОЛУЧНОЙ ЗОНЕ ЮЖНОГО УРАЛА

16.00.04 - ветеринарная фармакология с токсикологией

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата ветеринарных наук

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ,доктор ветеринарных наук, академик РАЕ, профессор А.А.КАБЫШ

Научный консультант Заслуженный деятель науки РФ,доктор ветеринарных наук, академик РАЕ профессор М.И.РАБИНОВИЧ

Троицк, 1998

ОГЛАВЛЕНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ........................ 4

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................... 9

1.1. Понятие о биогеохимических провинциях ....... 9

1.2. Физиологическая роль микроэлементов в организме животных .................... 12

1.3. Токсикологическая характеристика ряда тяжелых металлов .................... 26

1.4. Диспепсия телят................. 31

1.5. Заключение по обзору литературы.......... 38

2.СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал и методика исследования......... 40

2.2. Результаты исследования кормов и воды....... 49

2.3. Содержание в кормовом рационе коров тяжелых

металлов..................... 60

2.4. Влияние геохимической обстановки на общее состояние коров и телят, показатели крови,

молозива и мочи . . . ..................68

2.5. Разработка лечебно-профилактических мероприятий

при диспепсии телят ............... 80

2.5.1. Применение серы элементарной .......... 80

2.5.2. Сочетание солей кобальта, марганца и тетрациклина гидрохлорида ............. 85

2.5.3. Комплексное применение солей кобальта, марганца, цинка и меди в различном сочетании и тетрациклина гидрохлорида ........ ..... 93

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТОК. . . ИЗ

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................115

5. ВЫВОДЫ..............................................120

6. ПРАКТИЧЕСКИ! ПРЕДЛОЖЕНИЯ............................122

7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................123

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Химизация и мелиорация сельскохозяйственного производства плюс техногенная химизация (глобальная, региональная, локальная ) приводит к поступлению большого числа химических элементов в атмосферу, почву, воду, а через них - в растения, животных и человека. В настоящее время агрессивность внешней среды, обусловленная антропогенным загрязнением, в том числе и микроэлементным, настолько серьезна, что её нельзя игнорировать.

В регионе Южного Урала выявлено 14 разновидностей биогеохимических провинций сформировавшихся в период развития Земли и в результате загрязнения окружающей среды различными крупными и средними промышленными предприятиями.Это приводит к накоплению в почве, кормах и воде тяжелых металлов (железо, никель, свинец, кадмий и др.). Существующая глубокая, многосторонняя и многоплановая связь между химическим составом среды и живым организмом приводит к развитию эндемических заболеваний (остеодистрофия крупного рогатого скота, гипокобальтоз, гипокупроз и гиперкупроз, борный энтерит,па-ракератоз и другие). В этих и других регионах широко распространена диспепсия новорожденных телят, не поддающаяся излечению ранее предложенными средствами и, как следствие этого, хозяйства имеют значительный экономический ущерб. Поэтому изучение кормов и воды на содержание макро- и микроэлементов, состояния коров-матерей и новорожденных телят, показателей крови, молозива и мочи, а также разработка комплекса лечебно-профилактических мероприятий при диспепсии телят является актуальной задачей.

Цель и задачи исследований. Определить содержание макро- и микроэлементов в кормах и воде техногенных зонах выбросов Троицкой и Южноуральской ГРЭС, особенности этиопатогенеза и лечебно-про$й-

лактических мероприятий при диспепсии в СХПП "Ключевское'Чотд. Р2) Троицкого района и колхозе им. Ленина Увельского района Челябинской области.

Для достижения этой цели поставили следующие задачи:

1. Определить в кормах и воде содержание макро- и микроэлементов .

2. Изучить влияние солей тяжелых металлов на биохимические показатели крови и молозива, содержание минеральных веществ в моче, симптоматику эндемических заболеваний коров-матерей и новорожденных телят.

В. Выяснить влияние серы элементарной на организм коров и качество молозива, солей микроэлементов в сочетании с фармакологическими препаратами на белковый, углеводный и минеральный обмен в организме больных диспепсией телят.

4. Разработать схему применения различного сочетания макро-

и микроэлементов с целью лечения и профилактики диспепсии у телят.

5. Определить экономическую эффективность проведенной работы.

Новизна исследований.

1. Впервые в СХПП "Ключевское" (отд.№2) Троицкого района Челябинской области установлены геохимические особенности и их связь с химическим составом воды и кормов, заболеваемостью коров-матерей и новорожденных телят.

2. Изучена взаимосвязь отдельных показателей минерального, углеводного и белкового обмена у коров и телят и патоморфологичес-кие изменения органов больных телят.

3. Разработаны и внедрены лечебно-профилактические мероприятия, что позволило повысить сохранность и продуктивность животных, затрачивая минимальное количество средств.

Практическая ценность работы. Разработанный метод позволил

организовать эффективный и экономичный метод профилактики и лечения диспепсии в изучаемом регионе.

На защиту выносятся:

- характеристика загрязненности кормов и воды хозяйства тяжелыми металлами;

- результаты влияния тяжелых металлов (железо, никель, кадмий и

свинец) на биохимические показатели крови и молозива,мочи и симптоматику коров-матерей и новорожденных телят;

- научно-обоснованные лечебно-профилактические мероприятия при диспепсии телят.

Апробация работы. Основные направления диссертации доложены:

- на Всесоюзной научной конференции:" Использование физических и биологических факторов в ветеринарии и животноводстве (II-I2 сентября,1991, Витебск);

- на научно-практической конференции:"Актуальные проблемы животноводства в исследованиях молодых ученых (21-23 мая,1991, Троицк);

- на Всероссийской научной конференции:"Экологические проблемы животноводства и совершенствование подготовки ветеринарных вра-чей"(16-19 октября,1992,Екатеринбург);

- на научной конференции:"Актуальные проблемы ветеринарии, животноводства и подготовки кадров на Южном Урале (30-31 марта,1992, Троицк);

- на научной конференции:"Реализация Государственной Программы Российской Федерации по радиационной реабилитации Уральского региона"(1-3 апреля,1993, Екатеринбург);

- на научной, научно-методической и методической конференции:" Актуальные проблемы ветеринарии, животноводства и подготовки кадров на Южном Урале"(1-3 февраля,1995,Троицк);

- на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов,

посвященной 65-летию Троицкого ветеринарного института (17-19 мая, 1996, Троицк);

-на Всесоюзной научно-методической конференции по диагностике и терапии болезней сельскохозяйственных животных:" Проблемы нарушения обмена веществ и незаразных болезней молодняка сельскохозяйственных животных*1 (1-4 сентября, 1997, Казань); -на научно-практической конференции:" Актуальные проблемы ветеринарии, животноводства и подготовки кадров на Южном Урале" (19-20 марта,1998, Троицк).

Внедрение. Предложенные мероприятия внедрены в колхозе им. Ленина Увельского района Челябинской области и СХПП "Юночевское" Троицкого района Челябинской области.

Материалы исследований используют в учебном процессе кафедр фармакология с токсикологией и патология и терапия УГИВМ.

Публикация. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Тема диссертации является разделом плана научно-исследовательской работы кафедры фармакологии Уральского государственного института ветеринарной медицины "Состояние загрязненности ксенобиотиками экосистемы ряда хозяйств Южного Урала и Западной Сибири и ветеринарно-санитарная характеристика продуктов животноводства", которая имеет номер государственной регистрации 01.9.40002415.

Объём и структура работы. Диссертация включает следующие разделы: введение, обзор литературы, собственные исследования, экономическую эффективность внедрения разработок,заключение,выводы, практические предложения, список литературы,приложение. Список литературы содержит 250 источников отечественных авторов и 81 иностранных.

Диссертация изложена на 151 странице машинописного текста. Объём текстовой части по результатам собственных исследований

составляет НУ страниц -. Работа иллюстрирована 38 таблицами.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ГЛ. Понятие о биогеохимических провинциях

Биогеохимия - отдел геохимии, изучающий геохимический процессы, происходящие в биосфере при участии организмов (А.М.Прохоров, 1969,1978).

Созданная в начале 19 столетия академиком В.И.Вернадским биогеохимия была сформулирована как наука, изучающая роль организмов в миграции, концентрировании и рассеивании химических элементов в биосфере, или как наука о формировании и развитии геохимической среды и её влиянии на эволюцию организмов, изменяющей их геохимическое значение. В.И.Вернадский первый сформулировал задачи биогеохимии.

Дальнейшее развитие и обоснование эта отрасль получила в работах А.П.Виноградова (1930-1965), сформулировавшего понятие о биогеохимических провинциях и их роли в эволюционном развитии живого вещества. По его мнению под биогеохимической провинцией необходимо понимать "область земли, в пределах которых у организмов наблюдается биологическая реакция на определенный уровень содержания химических элементов во внешней среде". Можно сказать, что он создал учение о биогеохимических провинциях, которое логически завершило его исследования о значении химического состава среды обитания организмов для их размножения, роста, развития,а также для их морфологической и физиологической изменчивости. Согласно этой концепции, различные области земной поверхности характеризуются неодинаковым типом геохимических процессов и поэтому отличаются и по количественному элементному составу. Эти взгляды получили широкое распространение и легли в основу многолетней работы по биогеохимическому районированию СССР, которая под руко-

водством В.В.Ковальского (1957-1985) позволила установить "аномальные биогеохимические провинции", характеризующиеся понижением или повышением содержания таких элементов, как барий, бор,кобальт, кальций, медь, молибден, никель. В основу её положено изучение изменчивости биогеохимических процессов синтеза и активности ферментов, гормонов, витаминов и других соединений живых организмов под влиянием геохимических условий внешней среды.

В.В.Ковальский (1957-1967) развил учение и предложил свое определение биогеохимичееким провинциям :и Область,ареал, иногда значительных размеров, в пределах которых наблюдается определенная реакция у организмов на избыток или недостаток макро- и микроэлементов в окружающей среде, на территории которых появляются заболевания обмена веществ у растений, человека и сельскохозяйственных животных". Он опубликовал схематическую карту биогеохимических провинций Советского Союза, при этом выделив на территории СССР четыре биогеохимические зоны:

I. Таежно-лесная нечерноземная зона характеризуется повышенной кислотностью почвы, в ней распространены 7 биогеохимических провинций: 1. бедные кобальтом; 2. бедные медью; 3.бедные йодом; 4.бедные медью и кобальтом; 5.бедные кальцием и фосфором; 6. бедные йодом и кобальтом; 7. обогащенные стронцием и бедные кальцием.

2 Лесостепная и степная нечерноземная зона. Почвы нейтральные или слабо щелочные. В них отмечается недостаток фосфора и кальция и резко повышенное содержание марганца. В такой зоне не наблюдаются нарушения обмена веществ среди животных.

3. Сухостепная, пустынная и полупустынная зона. С наличием провинций : 8. с относительной недостаточностью меди и избытком сульфатов и молибдена; 9. обогащенная бором.

4. Горная зона, В зоне встречаются следующие провинции: 10. богатые кобальтом; 11. бедные йодом и марганцем; 12. бедные йодом; 13. богатые свинцом; 14. богатые молибденом; 15. богатые стронцием и кальцием; 16. обогащенные селеном; 17. с нарушением соотношения между медью,молибденом и свинцом; 18. обогащенные ураном и имеются азональные провинции: 19. с избытком фтора; 22. обогащенные медью; 21. с избытком меди; 22. обогащенные никелем, стронцием, бедные кобальтом и марганцем; 23. богатые никелем. Распространены провинции 24. бедные фтором; 25. бедные марганцем.

По его мнению нет возможности говорить, что эндемическая патология есть отражение несбалансированности элементов, поступающих в организм, но в большей или меньшей мере часть болезней,называемых неинфекционными, есть отражение этого химизма или уже последствие эндемической патологии.

Ю.Г.Покатилов (1993) высказал мнение, что при изучении внешней среды необходимо учитывать существующую биогеохимическую ситуацию не только по микроэлементам, но и по группе макроэлементов ( веществ ): сульфатов, нитратов, нитритов.

Вопросам биологической роли и практического применения микроэлементов в животноводстве посвящено большое число исследований, результаты которых обобщены в ряде монографий и обзоров (А.0.Вой-нар,I960; В.В.Ковальский, 1974; М.А.Риш и др.,1976; e.g.underwood, 1977; В.й.Георгиевский и др.,1979; Б.Д.Кальницкий,198б).

Наиболее широко изучена эффективность применения микроэлементов в сельском хозяйстве Нечерноземной зоны СССР (В.В.Ковальский, 1945-1985; А.Д.Гололобов и др.,I960), Прибалтике (Я.М.Бер-зинь, 1949-1963; Я.В.Пейве,1952; Б.С.Малашкайте,1986), Европейской части СССР (A.M.Дмитроченко,I960; Ю.И.Раецкая,1979; В.Т.Са-мохин,1981), Европейского севера (М.А.Тойка и др.,1973), Южного

Урала (А.А.Кабыш,1954-1995), Украины (П.А.Власюк и др.,1963), ' Восточной Сибири (Н.А.Токовой,1962; В.К.Кашин,198?), Южной части Западной Сибири (Б.Д.Ильин,1973), в Горном Алтае (М.А.Мальгин. 1978), Омской области (И.К.Коровин,1966).

Большой вклад в разработку проблемы эндемических болезней внесли ветеринарные специалисты нашей страны. Довольно подробно изучены эндемический зоб (П.В.Домрачев,1931; Р.М.Ахрем-Ахремович, 1946; К.Н.Шерстобитов, А.В.Тощев,1948; Н.З.Хазиров, М.Я.Тремасов, 1990), эндемическая (энзоотическая) остеодистрофия крупного рогатого скота (Н.З.Обжорин,1956; А.А.Кабыш,1954,1967), гипокобальтоз (А.Каарде,1948,1952; Н.А.Конопелько,1990), гипокупроз (А.Н.Баженов, Г.Г.Щербаков, А.А.Ефимов,1983; А.А.Кабыш,1990), борный энтерит (Л.Н.Матчугова, 1985; А.А.Кабыш,1990), никелевый токсикоз (Д.П.Малюга,1947-1990;, М.Ф.Томмэ,1966; А.А.Кабыш,1968-1990),бе-ломышечная болезнь (Т.И.Кокуричев,С.й.Ламкин,Н.П.Михайлов,1963; А.Л.Кудрявцев,1964; В.А.Лыжина,1965; К.К.Мовсум-Заде,1966; П.К. Сметнов,1990; А.А.Кудрявцев, М.Н.Андреев,19935, недостаток цинка или паракератоз (Н.А.Судаков,1984; Б.Д.Кальницкий, 1985; Н.А.Ура-заев, 1990) и другие.

Из приведенных данных вытекает, что эндемические заболевания регистрируются в различных регионах, степень изученности различна. Но имеются регионы, в которых распространены малоизученные заболевания, в том числе Троицком районе Челябинской области.

1.2. Физиологическая роль микроэлементов в организме животных

Более 80 лет ученые усиленно проводят работы с целью выяснения физиологического и патологического действия химических элементов на живой организм. При этом во многих регионах выясняется

роль элементов в развитии и прекращении эндемических заболеваний. В этом направлении раду элементов придается особое значение, поэтому мы решили ©становиться на сообщениях о физиологической роли кобальта, марганца, цинка и меди.

Кобальт. Доказано, что данный элемент широко распространен в природе и играет большую роль в жизнедеятельности как растений, так и животных организмов. Установлено, что кобальт также необходим для животных, как кальций, фосфор, калий, натрий и другие элементы. Всасывается он в тонком отделе кишечника ( M.E.Eimes,

i.j.iones ,1980), из желудочно-кишечного тракта кобальт поступает в кровь, где содержание его колеблется от 0,0? до 0,6 мкмоль/л в зависимости от сезона и времени суток (Л.Н.НоздрюхинаДЭ??). Концентрация выше в эритроцитах, чем в плазме.

По данным w.Mertz (1982), в сыворотке крови он связан с альбуминовой фракцией. Концентрируется в печени ив меньшей степени - в щитовидной железе, надпочечниках, почках, лимфатических узлах и поджелудочной железе (Я.М.Берзинь,1952; С.И.Афонский , 1970). Печень, почки животных обычно содержат 0,15-0,25 мкг/кг сухого вещества, а мышечная ткань - только половину этого количества.

Выводится элемент главным образом с мочой, а у лактирующих животных - с молоком ( s.c.Gunnane ,1982). Уровень его в коровьем молоке по данным E.G.undervood(I975) низок и варьирует в пределах 0,4-1,1 мкг/л.

Кобальт участвует в кроветворении, синтезе нуклеиновых кислот, мышечных белков, поддерживает тканевое дыхание, способствует синтезу и усвоению витаминов A,E,G,B|g, входит в состав ферментативных систем, регулирующих белковый, углеводный и минеральный обмен (И.М.Карпуть, 1989).

Энде�