Автореферат и диссертация по ветеринарии (16.00.04) на тему:Влияние адаптогенов на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников у быков при транспортном стрессе

X1

-) /О

■'Н

Российская академия сельскохозяйственных наук Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии

ТОЛКАЧЕВ ИГОРЬ СЕРГЕЕВИЧ

Влияние адаптогенов на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников у быков при

транспортном стрессе

16.00.04 - ветеринарная фармакология с токсикологией 16.00.02 - патология, онкология и морфология животных

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители:

Доктор ветеринарных наук, профессор С.М. Сулейманов Доктор ветеринарных наук М.Н. Аргунов

Воронеж -1998

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение..........................................................................4

1.1. Актуальность темы...........................................................4

1.2. Цель и задачи исследований...............................................5

1.3. Научная новизна..............................................................6

1.4. Практическая значимость и внедрение..................................6

1.5. Апробация работы и публикация.........................................7

2. Обзор литературы...............................................................8

2.1. Стресс сельскохозяйственных животных...............................8

2.2. Роль гипофиз-адреналовой системы в регуляции стресса.........16

2.3. Функциональная морфология аденогипофиза и коры надпочечника .................................................................................17

2.3.1. Аденогипофиз.............................................................17

2.3.2. Кора надпочечников......................................................27

2.4. Профилактика стресса у сельскохозяйственных животных.......33

2.5. Заключение..................................................................38

1. Собственные исследования................................................39

3.1. Материал и методика исследований....................................39

3.2.Морфофункциональная характеристика аденогипофиза и коры надпочечников у быков в различные сезоны года........................44

3.3. Клинико-морфологические изменения у телят после транспортировки ................................................................................53

3.4. Морфофункциональные изменения в аденогипофизе и коре надпочечников у быков при транспортном стрессе.......................55

3.5. Влияние экстракта элеутерококка на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников при транспортировке

быков...............................................................................64

3.6. Влияние фумаровой кислоты на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников при транспортировке быков..75

3.7. Заключение...................................................................86

2. Выводы.........................................................................89

3. Практические предложения................................................91

4. Список использованной литературы.....................................92

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность темы

Транспортировка животных - неизбежное технологическое звено промышленного скотоводства и является одним из самых тяжелых провокаторов напряжения организма, в результате которого потери в живой массе составляют от 2 до 20% в зависимости от сезона года, возраста, времени в пути и расстояния (A.C. Кашин, 1975; B.C. Бузлама с соавт., 1978; A.JI. Падучева, 1979; В.Н. Долгополов, 1981; А.И. Золотарев, 1988; O.A. Сапожкова, 1990; B.C. Бузлама, 1995; МИ. Редкий, 1997; О. Weiher et al., 1972; Н. Volker et al., 1973; G.H. Srensen, 1985; H. Jasukouchi et al., 1995).

Важную роль в адаптации животных к неблагоприятным факторам транспортировки играют гормоны гипофиз-адреналовой системы, которые оказывают влияние на многие виды обмена веществ и принимают участие в регуляции общей неспецифической резистентности организма. При этом, в органах эндокринной системы животных после транспортировки возникают различные функциональные нарушения в деятельности всех звеньев эндокринной системы в том числе гипофизе и надпочечниках, которые раньше других органов реагируют на изменение внутренней среды организма (С.И. Плященко с соавт., 1987; Ф.З. Меерсон с соавт., 1988; Б.Я. Рыжавский, 1989; П.М. Торгун, 1997 и др.).

Требования интенсификации промышленного животноводства не позволяют полностью избежать нежелательного влияния неблагоприятных воздействий технологическим путем. Встала острая проблема сочетания эволюционно обусловленных физиологических возможностей высокопродуктивных с современными методами ведения отрасли (B.C. Бузлама, 1976; И.И. Брехман, 1979; В. Гаськов, 1980; В. Бекенев, 1982; Л.С. Кузнецов,

3. Изучение морфофунациональных изменений в аденогипофизе и коре надпочечников у быков при транспортном стрессе;

4. Определение влияния экстракта элеутерококка на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников при транспортировке быков;

5. Выяснения влияния фумаровой кислоты на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников при транспортировке быков.

1.3. Научная новизна

В работе впервые дана подробная морфологическая, гистохимическая и электронно-микроскопическая характеристика клеток аденогипофиза и коры надпочечников у быков в различные периоды года при транспортном стрессе и его профилактике адаптогеннами - экстрактом элеутерококка и фумаровой кислотой. Выявлены изменения соотношения основных типов клеток в передней доле гипофиза и признаки деструктивных изменений коры надпочечников у стрессированных быков. Морфологически обоснована целесообразность применения экстракта элеутерококка и фумаровой кислоты быкам перед транспортировкой.

1.4. Практическая значимость и внедрение

Выявленные морфологические, гистохимические и электронно-микроскопические особенности аденогипофиза и коры надпочечников у быков при транспортном стрессе и его предупреждении адаптогенами создают теоретическую базу для разработки комплексных мероприятий по применению антистрессовых препаратов при транспортировке животных. Полученные данные могут быть использованы при составлении методических руководств по

применению адаптогенов в животноводстве и в учебном процессе на биологических и ветеринарных факультетах высших учебных заведений, для написания соответствующих разделов учебных пособий по гистологии и патанатомии.

1.5. Апробация работы и публикация

Основные фрагменты диссертации доложены на ежегодных отчетных конференциях Всероссийского НИВИ патологии, фармакологии и терапии в 1978-1998 г.г.; на Всесоюзных конференциях по проблемам незаразных болезней животных (Воронеж, 1978, 1981, 1986); на конференции молодых ученых Воронежского СХИ (Воронеж, 1978); на Всесоюзных конференциях патологоанатомов (Каунас, 1984; Воронеж, 1993).

По результатам исследований опубликовано 13 работ.

Основные положения, выносимые на защиту:

функциональная морфология аденогипофиза и коры надпочечников у быков при транспортном стрессе;

Влияние экстракта элеутерококка на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников у быков при предупреждении транспортного стресса;

Влияние фумаровой кислоты на морфофункциональное состояние аденогипофиза и коры надпочечников у быков при предупреждении транспортного стресса.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Стресс сельскохозяйственных животных

Существование условий интенсификации жизни человека и животных на современном этапе характеризуется снижением физической активности, неизбежными моментами экстремальных условий, информационными нагрузками, социальными конфликтами, различным уровнем резистентности млекопитающих (П.К. Анохин, 1965; Е.В. Голомолзина, 1975; B.C. БузламаД976; М. Ковальчикова с соавт., 1978; Ю.П. Фомичев с соавт.,1979; К.В. Судаков, 1981 Е.И. Соколов с соавт.,1983; Е.А. Юматов с соавт., 1984; A.M. Клочков с соавт., 1994).

Развивающееся при стрессе напряжение защитно-приспособигельных систем организма животных приводит к потере продуктивности и заболеваниям (М.И. Немченко, 1974; В.В. Митюшин, 1979; К.В. Судаков с соавт., 1991).

Классическая теория стресса Г. Селье (1936; 1950) строится на основе следующих основных пунктах:

5. Причиной стресса любого происхождения или напряжения организма являются разнообразные действующие на организм повреждающие факторы - стрессоры.

6. Стресс - это есть неспецифическая реакция организма, которая при воздействии различных стрессоров проявляется однотипно путем активации ведущего эндокринного механизма: системы гипоталамус - передняя доля гипофиза - кора надпочечников

7. В развитии общего адаптационного синдрома (ОАС) выделяют 3 стадии: тревоги, резистентности и истощения, последовательно сменяющие друг друга.

систем организма. Саморегуляция функциональных систем в этих условиях стремится удержать полезные для организма приспособительные результаты в рамках, обеспечивающих нормальное течение метаболических процессов. При длительных и непрерывных конфликтных ситуациях на фоне все нарастающих генерализованных нисходящих влияний симпатической нервной системы происходит «прорыв» механизмов саморегуляции генетически или индивидуально ослабленных функциональных систем. При этом нарушаются механизмы саморегуляции деятельности сердца, иммунитет и устойчивость слизистых желудочно-кишечного тракта и легких, в результате чего возникают различные заболевания.

Напряжение организма, или стресс-реакция является необходимым звеном адаптации, но в безвыходных ситуациях, когда действующий на организм фактор силен или слишком сложен, приспособительная реакция оказывается неосуществимой. Адекватная функциональная система и системный структурный «след» в ней не формируются (Ф.З. Меерсон с соавт., 1988), в результате чего начальные нарушения гомеастаза сохраняются, а стимулируемая ими стресс-реакция достигает высокой интенсивности и длительности, что приводит к снижению резистентности организма.

Интенсивные промышленные технологии скотоводства на современном этапе, основанные на концентрации животных и специализации предприятий предусматривают транспортировку большого поголовья скота в откормочные хозяйства и на мясокомбинаты.

В последнее время 30% животных подвергаются перегону, 26% перевозится по железной дороге и 44% транспортируется автомобилями (Ю.П. Фомичев с соавт., 1981).

На мясокомбинаты автотранспортом доставляют 16-18% животных, водным путём 2-3%, железнодорожными перевозками 30% поголовья, а 50-55% перегоняют (Ю.П. Лисицын, 1972).

Перегруппировка, погрузка, смена привычной обстановки, теснота, физические воздействия, напряжение организма, выгрузка и смена условий кормления и содержания вызывают у животных психическое возбуждение, повышение рефлекторной чувствительности, учащение пульса и дыхания или в целом состояние стресса.

Проблема стресса в сельскохозяйственном животноводстве и ее аспектам придается большое значение (Е.М. Пяткин, 1966; В.Р. Зельнер, 1970; Ю.П Фомичев с соавт., 1974; G.Steinbach, 1973; В.Е, Чумаченко, 1982), факторам, вызывающим стрессы (Г.В. Домрачев, 1959; Р.Я. Трубка, 1973; Г.В Бурксер, 1974; Е.В. Голомолзина, 1975; А.С. Кашин, 1973, 1975; Б.Г. Георгиев, 1978; Т.К. Городецкая, 1979; С.И. Плященко с соавт., 1980; Н.А. Уразаев с соавт., 1981; С.М. Сулейманов, 1986; В. Algers et al., 1978; J. Hodges et al, 1978) и механизмам их развития (Р. Фитко с соавт., 1975;Б.М. Анохин, 1980; П.М. Митрофанов, 1981; В.М. Данилевский с соавт., 1983; Е. Kolb, 1979).

Транспортный и технологический стресс является одним из наиболее тяжелых (С.И. Плященко с соавт., 1987). Психофизиологическая и физическая нагрузки в период транспортировки нарушают гомеостаз организма в целом и как следствие приводят к значительным сдвигам в его обменных процессах. Снижение резистентности организма способствует изменение морфологического состава крови после транспортировки (JT.A. Пастухова, 1981).

Под воздействием стресс-факторов снижается бактерицидная и лизоцимная активность, уменьшается содержание макрофагов в крови, что снижает защитно-приспособительные возможности организма (З.М. Путова, 1975; Р.Г. Мустакимов, 1977; Л.И. Коваленко, 1982; А.Г. Шахов с соавт., 1980; B.C. Бузлама с соавт., 1984).

После воздействия стресс-факторов в крови увеличивается на 20% количество лейкоцитов, на 140% - нейтрофилов, на 10% - глюкозы, в то же время уменьшается содержание на 50% эозинофилов и на 20% лимфоцитов, что

указывает на снижение адаптационных способностей организма и расположенности его к различным заболеваниям (М.Н. Феклистов, 1984).

В фазе тревоги при напряжении организма происходит «аварийная» мобилизация энергетических ресурсов (углеводы, липиды) в форме глюкозы и свободных жирных кислот, которые должны обеспечить восстановление нормального состояния (Г.Г. Гацко, 1977; М. Ковальчикова с соавт., 1978). В результате транспортировки откормочного молодняка крупного рогатого скота снижается уровень глюкозы, витамина А, фосфора, магния, кальция и других минеральных веществ в крови отмечал В. Hironaka (1972).

По другим данным, перевозка племенных быков (К. Kreisten, 1976), бычков и кастратов (Ю.П. Фомичев с соавт., 1981) сопровождалось повышением уровня глюкозы в крови.

На фоне снижения уровня резистентности организма под действием условно-патогенной микрофлоры начинается заболевание животных бронхопневмонией (А.Г. Шахов с соавт., 1980; СМ. Сулейманов, 1986, 1988).

Большое значение в возникновении бронхопневмонии придается колебаниям зоогигиенических параметров (температура среды, влажность, вентиляция) как стресс-факгорам (G.R Stensen, 1985).

При высокой концентрации (плотности) животных на промышленных комплексах после транспортировки как факторы стресса выступают вирусные и бактериальные агенты (Д.Я. Бирюков, 1974; П.М. Митрофанов, 1981).

В результате транспортировки у животных снижается аппетит,. Замедляется рост, учащаются случаи респираторных заболеваний и болезней желудочно-кишечного тракта. Синдром всех стрессовых признаков называется транспортной лихорадкой, и она не прекращается одновременно с прекращением транспортировки, а продолжается еще несколько десятков часов (Р. Фитко с соавт., 1975). Сила транспортного стресса зависит от продолжительности транспортировки, транспортных средств и индивидуальной чувствительности животных (Д.А. Устинов, 1976).

Падеж свиней при перевозке на мясокомбинаты в Англии составляет 13000 голов (0,1%) и имеет взаимосвязь с температурой окружающей среды (W. Allen, 1977).

Смертность свиней в 1970 году при транспортировке в ФРГ превысила 1%, причем кормление перед транспортировкой вело к повышению падежа (J. Lohr, 1970).

Р. Фитько с соавт. (1975) и L. Mehrkens (1970) отмечали, что наибольший падеж (6,63%) свиней происходил при перевозке их на расстояние от 5-50км, причем смертность по причине сердечной деятельности достигала 0,3-3% наблюдалась при длительной транспортировке.

По данным R. Roscol et al., (1970) за деа десятилетия в США ущерб от транспортировки крупного рогатого скота в результате падежа и травматических повреждений составили 2 млн. долларов.

По данным Д.А. Устинова (1976) при перевозке крупного рогатого скота но железной дороге травматизм достигает 49,3%, а на автотранспорте - 41,1%. A.B. Высоцкий (1981) отмечает, что при автомобильной транспортировке крупного рогатого скота травмируется от 10 до 27% от перевозимого поголовья, при этом бракуется до 2,7% мышечной ткани.

Кроме травматизма и падежа экономический ущерб увеличивается из-за потери живой массы тела животных, которые в зависимости от условий транспортировки крупного рогатого скота составляют от 3,9 до 19,7%, а у свиней - от 0,69 до 10,6% (О. Weiher et al., 1972).

Ю.П. Лисицын (1972) отмечает увеличение потерь от транспортировки с декабря по март и с мая по июль, причем у скота откормленного на жоме они меньше, чем откормленного на барде.

При перевозке автотранспортом телят в течение 2-11 часов потери массы тела составляли 2-6% Н. Volker et al., (1973), причем они были максимальны на 55 километровом расстоянии. При перевозке специализированным

автотранспортом на 100 км телят 14-45 дневного возраста потери в живой массе составили от 2,0 до 3,6 кг на голову (Ю.П. Фомичев с соавт., 1974).

По данным А.Ф. Шевхужева с соавт. (1992) адаптационные качества телок трех линий симментальской породы различны. Проведенный эксперимент с перевозкой 127 чистопородных телок железнодорожным, а затем автомобильным транспортом показал, что кроме транспортного стресса, за счет которого произошло снижение живой массы, они испытали технологические стрессы от смены условий кормления и содержания. Благодаря различным адаптационным качествам быстрее восстановили живую массу и дали больше прироста телки линии Флорина 374 ЦС-199, общий прирост составил 21,3 кг при среднесуточном в 231 г, в то же время у телок линии Альрума 49 КС-7 среднесуточный прирост был в 3, а у телок линии Радониса 838 в 4 раза меньше.

По данным Е.К. Голенкевича (1972) транспортировка на мясокомбинат на расстояние в 50 км вызвала потерю 6% живого веса быков, тогда как быки, которым вводили транквилизатор дексаметазон (4 мг/100 кг) потеряли 3% массы тела и выход мяса у них на 2,2% был выше по сравнению с контролем.

Прямую зависимость между концентрацией кортикостероидов и аденокотртикотропным гормоном в крови обнаружил Е.К. Голенкевич (1972) и предположил участие гипофиза в регуляции обменных процессов в организме телят.

По П.В. Макрушину (1985) большой экономический ущерб приносят транспортные стрессы, особенно при неправильной организации перевозок: высокой скорос