Биохимия этиопатогенеза и клинико–биохимическая оценка алиментарных патологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биохимия этиопатогенеза и клинико-биохимическая оценка алиментарных патологий

Введение

Биохимические исследования исключительно необходимы для успешного развития главных направлений ветеринарной медицины:

1. решение проблемы сохранения здоровья животных;

2. выяснение причин различных патологий;

3. изыскание путей их профилактики.

Одной из главных причин нарушения здоровья и проникновения алиментарных патологий является несбалансированное по питательным веществам и минеральным соединениям кормление животных.

К алиментарным патологиям можно отнести болезни (morbi alimentaris) связанные с дефицитом или избытком определенных питательных веществ в рационах животных, а также со скармливанием, например с.-х. птице, кормов с повышенным содержанием продуктов гидролиза и окисления жиров. Поэтому эту группу заболеваний относят к патологиям обмена веществ. По этиологии и патогенетическим механизмам развития алиментарные патологии условно можно разделить на пять групп:

1. патологии, протекающие с нарушением аминокислотно-белкового, углеводно-энергетического и гликопротеидного, липидного и липопротеидного метаболизма;

2. патологии с нарушением минерального обмена;

3. эндемические (энзоотические) болезни;

4. гиповитаминозы

5. свободнорадикальные патологии.

К первой группе этих патологий можно отнести алиментарную дистрофию, ожирение, стеатоз, атеросклероз, кетозы, метаболический ацидоз и алкалоз, гипогликемию, миоглобинурию, алиментарное бесплодие, гипоэнергетическое состояние, желчно-каменная болезнь, а также алиментарную токсическую дистрофию; ко второй - алиментарные остеодистрофии, пастбищную тетанию (гипомагниемию); к третьей - энзоотичский зоб, энзоотическую остеодистрофию, гипокупроз, гипокобальтоз, алиментарную анемию, неостаточность (цинка, марганца, молибдена, селена (беломышечная болезнь)), селеновый токсикоз; к четвертой - недостаточность ретинола, кальциферола, токоферола (алиментарная энцеломаляция цыплят, экссудативный диатез цыплят филлохинона, С-гиповитаминоз и др. (И.П. Кондрахин, 1989; Р.Х. Кармолиев, 1999, 2000). Однако такое деление алиментарных патологий на группы условно, т.к. при них нарушается полностью обмен веществ.

1. Биохимические исследования для оценки патологий обмена основных органических веществ

1.1 Алиментарная дистрофия (Dystrophia alimentaris)

Эта патология характеризуется нарушение обмена основных веществ, дистрофическими и атрофическими процессами в мышечной и жировой тканях, паренхиматозных, эндокринных и др. органах, обусловленных полным голоданием или недостаточным питанием животных.

Этиопатогенез. Основной причиной алиментарных дистрофий служит недостаток органических питательных веществ в рационах животных. Причиной является и чрезмерная эксплуатация животных. При недостаточном питании организма аминокислотами и белками, углеводами и липидами, также при полном голодании животных в их организме усиливаются липолитические, протеолитические и амилолитические процессы расходования запасных веществ для поддержания важнейших функций. Длительное недостаточное питание сопровождается нарушением обмена веществ и морфофункциональными изменениями в паренхиматозных, эндокринных и других органах. Наряду с атрофическими процессами в мышцах, паренхиматозных и других органах развиваются жировая, белковая и амилоидная дистрофии, угнетаются важнейшие функции организма. У беременных животных, особенно многоплодных алиментарное истощение сопровождается токсикозом беременности, а у овец развитием кетоза. У пушных лактационное истощение проявляется во второй половине лактации. В зависимости от потери массы тела различают стадии алиментарной дистрофии: при первой стадии потеря массы составляет 15 - 20%, второй 20 - 30%, третьей более 30%.

Клинико-биохимическая оценка. При всех стадиях алиментарной дистрофии выявляется достоверное снижение гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов (лейкопения) и сахара (гипогликемия) крови, а также общего белка сыворотки крови (гипопротеинемия).

В первую стадию патологии при наличии в организме запасного жира и их быстром расходе имеет место кетонемия и кетонурия. Гнилостные процессы в рубце сопровождаются повышением pH химуса. Снижаются резервная щелочность крови и pH мочи.

На второй и третьей стадиях алиментарной дистрофии моча низкой относительной плотности, pH её кислой реакции.

1.2 Алиментарное бесплодие. (Sterilitas alimentаris)

Состояние яловости коров - хозяйственный термин. Корова считается яловой, если у неё полностью не восстановилось эстральная цикличность и она не пришла в состояние охоты через 1 - 1, 5 месяца после родов.

В последние годы исследованиями Т.Ф. Василенко (1987 - 2008) установлено, что у коров и диких жвачных животных в лактационный период можно констатировать восстановление полноценных эстральных циклов исследованием содержания общего холестерола в сыворотке крови.

Алиментарное бесплодие обусловлено несбалансированным и неполноценным питанием коров, сопровождается морфологическими и биохимическими изменениями в первую очередь эндокринной системы и печени, а также нарушениями биологических ритмов жизнедеятельности и течения эстральных циклов половых гормонов (В.Т. Самохин, 1979; А.В. Жаров, 1979).

Этиопатогенез. Гинекологическое обследование в первом случае (доцентом кафедры акушерство МВА С.Г. Бахтовым, 1955) констатировало алиментарное бесплодие у коров, рацион которых имел избыток в два раза сырого жира и характеризовался дефицитом углеводов (сахаро-протеиновое отношение СПО = 0, 5; при норме - 0, 8-1, 2) и Р - на 25% (профессор кафедры кормления животных МВА П.И. Тишенков). Во втором случае гинекологические обследование коров (доцентом кафедры акушерства Г.Г. Козловым, 1978), длительное время находившихся на рационе с избытком концентратов и дефицитом витаминов группы D и Е, показывает наличие персистентного желтого тела, уменьшение объема яичников и их уплотнение на ощупь.

В современной медицине и ветеринарной медицине клинико-биохимически исследуют следующие тесты - формы холестерола Ch: свободный холестерол Ch; эстерифицированный холестерол ChЕ; общий холестерол ?Ch; LDL-холестерол (легкий) липопротеидов (Lp) очень низкой ЛОНП и низкой плотности ЛНП (в зоне Gl - глобулинов); HDL-холестерол (тяжелый) липопротеидов высокой плотности ЛВП и Alb-Lp (зоны Alb альбуминов и б ₁ - глобулинов). ЛОНП - pre-в -Lp, ЛНП -в-Lp, ЛВП - б-Lp, Alb-Lp - это холестерол-белковые комплексы прежде всего.

Исследования показали, что определения только ?Ch является недостаточно для прогноза нарушений липидного обмена при артериальной гипертонии, сахарном диабете, ожирении, гипокинезии и т.д. Рекомендуют исследовать следующие факторы риска нарушений липидного обмена: LDL- и HDL-холестерол, триацилглицеролы, ?Ch и ?L (общие липиды).

Наши ранние биохимические исследования показали, что у яловых коров нарушение биохимического гомеостаза возникло в стойловый период содержания вследствие дефицита углеводов (СПО = 0, 5), Р - на 25% и избытка (в два раза) жира в их рационе. Эти условия кормления и содержания лежат в основе нарушения эстральной цикличности, обусловленной нейроэндокринным дисбалансом и расстройством нейрогормональной регуляции метаболизма липидов и липопротеидов в организме яловых коров.

Период нарушения биохимического гомеостаза липидного обмена (ХII-I мес.) по результатам наших исследований характеризовался самым низким уровнем HDL- и LDL-холестерола (1, 521±0, 347 и 1, 361±0, 284 мМ/л) и А/Г-коэффициента (0, 51), а также наименьшим содержанием лигандной части HDL-холестерола - Аlb + б₁-Gl (24, 9±3, 2 г/л), повышенным уровнем лигандной части LDL-холестерола - Gl (48, 6±3, 0 г/л) и сопровождалось алиментарным бесплодием коров.

Эти результаты наших исследований были подтверждены и конкретизированы после нас О.Н. Шановой (1983). Согласно её исследованиям дисфункция яичников при алиментарном бесплодии коров сопровождалась нарушением уровня эстрадиола и прогестерона крови, а также сочеталась с понижением уровня pre-р-Lp (ЛОНП) и понижением в сыворотке крови б- и Alb-Lp.

Следовательно, нарушения эстральной цикличности яловых коров при алиментарном бесплодии возникло вследствие патологии метаболизма холестерол-белковых биокомплексов и, в частности, соотношения биосинтеза HDL-Сh и LDL- Сh, эстрагируемых органическими растворителями из Аlb + б₁-Gl (Аlb-Lp + ЛВП) и Gl (ЛОНП + ЛНП).

Во втором случае наших исследований в патогенезе алиментарного бесплодия коров, наряду с морфофункциональными изменениями эндокринных желез и печени, существенное значение имеет нарушение обмена основных органических питательных веществ. У таких коров метод элекрофореполярографии в сыворотке крови обнаруживается модифицированный сывороточный Аlb с пониженной электрохимической активностью макромолекул. Своими конформационными превращениями макромолекулы Аlb обязаны комплексообразованию с липидами и углеводами. Поэтому зона Аlb гликопротеидограмм и липопротеидограмм сыворотки крови бесплодных коров с низким содержанием белка обогащена гликопротеидными и Lp биокомплексами.

Работами Т.Ф. Василенко (2008) доказано, что для оценки восстановления полноценных эстральных циклов у лакирующих коров необходимо исследовать содержание общего холестерола в сыворотке крови. Ею рекомендуется при понижении уровня холестерола (?Сh) в сыворотке крови у коров после родов в профилактических целях включать в качестве добавки к белковым кормам ацетата калия (Патент РФ №2125369 от 27. 01. 1999), который в организме трансформируется в ацетил-CoA - первоначальный субстрат в биосинтезе животного стерина, холестерола.

Биохимическая адаптация в стойловый период содержания на рационе с недостатком углеводов (СПО=0, 5), Р - на 25% и избытком жира (в два раза) была направлена в организме коров с алиментарным бесплодием на повышение уровня биосинтеза в печени (в 1, 43 раза) лигандной части HDL-Сh - Аlb + б₁-Gl (35, 8 ± 3, 6 г/л), а также А/Г - коэффициента (1, 02) почти в два раза.

Такая биохимическая адаптация организма сочеталась с повышением уровня метаболизма HDL-Сh, LDL- Сh (7, 263 ± 1, 397 и 3, 921 ± 0, 452 мМ/л), восстановлением гормонального баланса и эстеральной цикличности у подопытных коров в период перехода в состояние охоты (II - III мес.). Причем, период восстановления эстаральной цикличности (II - III мес.) характеризовался повышением уровня биосинтеза холестерол - белкового биокомплекса из HDL-Сh в 4, 78 раза, а из LDL - Сh - в 2, 88 раза, по сравнению с периодом полного нарушения гомеостаза из метаболизма.

По-видимому, такая закономерность в восстановлении эстральной цикличности у яловых коров при алиментарном бесплодии свидетельствует о различии в функциональной активности HDL-Сh и LDL - Сh из холестерол-белковых биокомплексов (Аlb-Lp + ЛВП) и (ЛОНП + ЛНП) в процессах стероидогенеза.

Таким образом, можно предположить, что биохимической функцией природного биокомплекса HDL-холестерола (Аlb-Lp + ЛВП) является активное участие в качестве изначального субстрата именно в яичниковом стероидогенезе у коров в период перехода в состояние «охоты».

Клинико-биохимическая оценка. Накопление в крови коров с алиментарным бесплодием ЛНП является следствием ускорения катаболического превращения в них ЛОНП.

Гипоальбуминемия с конформационными превращениями макромолекул Аlb, гипосеромукоидемия, низкий уровень HDL-, LDL- холестерола и А/Г-коэффициента, а также наименьшее содержание лигандной части HDL-холестерола - Аlb + б₁-Gl, повышенный уровень лигандной части LDL- холестерола - Gl, могут служить диагностическим симптомом алиментарного бесплодия у коров (Р.X. Кармолиев, 1989; 2008).

1.3 Алиментарная токсическая дистрофия. (Dystrophia toxica alimentaris)

Тяжелое заболевание молодняка птиц, сопровождающееся общей дистрофией, глубокими функциональными и морфологическими изменениям в желудочно-кишечном тракте, миокарде, скелетной мускулатуре и других органах. У взрослой птицы заболевание проявляется нарушениями витаминно-минерального обмена, кислотно-щелочного равновесия, воспроизводительной функции у самцов и самок.

Этиопатогенез. Этиологическими факторами алиментарной токсической дистрофии является окислительный стресс: продолжительное скармливание кормов, содержащих токсические вещества, продукты окисления и гидролиза жиров (перекиси, альдегиды, спирты, оксикислоты, низкомолекулярные кислоты, пероксиды высших жирных кислот). Эти вещества, образующиеся в условиях длительного или неправильного хранения комбикормов и их компонентов, особенно рыбной, мясной муки шпротов и других, приводят к разрушению жирорастворимых витаминов - токоферола, ретинола и эрго- или холекальциферола.

Воздействие перекисей на организм птицы особенно выражено при дефиците в рационе б-токоферола. Оно проявляется в форме обширных повреждений в клетках и дезинтеграции субклеточных структур, в результате чего развиваются дистрофические процессы в органах и тканях.

Наши исследования показали, что для патологии, возникающей при алиментарном стрессе, характерны дистрофические процессы не только в печени и поджелудочной железе, токсические формы кислорода инициируют эти процессы и в костном мозге. В результате этого замедляются процессы образования миелоидных стволовых клеток костного мозга, эритропоэз и синтез гемоглобина.

Интенсивность свободнорадикальных процессов перекисного окисления липидов биомембран в организме опытных цыплят в 2, 5 - 7, 0 раз превышала уровня этих процессов в организме контрольных.

Различные по тяжести патологического процесса стадии алиментарной токсической дистрофии характеризовались определенными закономерностями уровня неферментативной антиоксидантной активности организма, зависимой от содержания в организме б-токоферола, ретинола и восстановленного глутатиона.

Клинико-биохимическая оценка. Результаты исследований названных органических соединений в крови открыли закономерное явление - понижение интенсивности неферментативной антиоксидантной системы защиты организма при рассматриваемой патологии (Р.Х. Кармолиев, А.В.Васильев, 2001).

Г.И. Боряевым установлено вовлечение в реакции свободнорадикального окисления липидов клеточных мембран ферментативной системы антиоксидантной защиты в процессе биохимической адаптации организма цыплят.

О высоком уровне свободнорадикальных процессов перекисного окисления клеточных мембран свидетельствует анализ результатов содержания гемоглобина и малонового диальдегида в крови цыплят на различных стадиях алиментарной токсической дистрофии (Р.Х. Кармолиев, А.В.Васильев, 2001).

1.4 Ожирение (Adipositas)

Это избыточное отложение липидов в подкожной клетчатке и других тканях организма, обусловленное патологией обмена веществ. Различают экзогенное или алиментарное, и эндогенное (эндокринное) ожирение.

Алиментарное ожирение часто наблюдаю у коров в стадии затухания лактации и сухостоя, у свиноматок и хряков, быков-производителей, комнатных собак, кошек, животных зоопарков и др. (И.П. Кондрахин, 1989).

Этиопатогенез. Причиной алиментарного ожирения служит избыточное энергетическое кормление. К предрасполагающим факторам относят гипокинезию и недостаток аэрации. Алиментарное ожирение наступает у животных при избыточном потреблений хорошо поедаемых кормов - силосе, концентратов, картофеля, кухонных отходов и т.д.

Причиной эндогенного ожирения может быть снижение функции щитовидной железы (гипотиреоз), половых желез (гипогонадизм), повышение секреции инсулина (гиперинсулинизм), патологические процессы в центральной нервной системе.

В основе алиментарного ожирения лежит энергетический дисбаланс (Р.Х. Кармолиев, 2000). Усиление процессов образования липидов из углеводов и отложения их в жировых депо, органах и тканях.

Высокопродуктивные коровы испытывают энергетический дефицит в раннем периоде лактации, в связи с чем в этом периоде у них происходит мобилизация жировых депо для обеспечения продукции молока.

У многих коров в указанном периоде установлено преимущественно перилобулярное накопление триглицеролов в печени и других тканях, в особенности, в скелетной мускулатуре. Патогенез ожирения эндокринного происхождения обусловлен недостаточной продукцией гормонов метаболизма липидов: АКТГ (кортикотропина), ТТГ (тиреотропного), СТГ (соматотропного), тироксина и трийодтиронина, адреналина, глюкагона. Вследствие этого происходит замедление липолиза и использования липидов из депо на эндергонические процессы.

Клинико-биохимическая оценка ожирения. У животных при ожирении отмечают патологии аминокислотно-белкового и липидно-липопротеидного обмена: повышение концентрации в крови общих липидов, холестерола, фосфолипидов, триглицеролов, ЛНП (в-Lp) - продуктов катаболизма ЛОНП, Chm, а также НЭЖК (Alb-Lp).

1.5 Стеатоз (жировой гепатоз) (Steatosis)

У высокопродуктивных коров при избыточном белковом и жировом питании и недостатке каротина клинико-биохимическими и прижизненными исследованиями (биопсия печени) выявляется стеатоз (жировая дистрофия печени) и патология обмена веществ.

Этиопатогенез. При патологии обмена веществ в печени коров происходит понижение содержания РНК и интенсивности биосинтеза белков. Ожирение печени является проявлением генерализованного синдрома мобилизации жиров, затрагивающего различные органы и ткани. Важную роль в патогенезе ожирения печени играют нарушения нервных и гормональных механизмов регуляции, например, стимулирования норадреналином освобождения жирных кислот и глицерина из жировой ткани за счет увеличения скорости липолиза. Эти нарушения возникают часто при высококонцентратном типе кормления высокопродуктивных лактирующих коров, когда преимущественно перилобулярное накопление жира в их печени сочетается со снижением расходования в молочной железе метаболитов, обеспечивающих синтез липидов. (А.В.Жаров, 1979)

Клинико-биохимическая оценка стеатоза. Электрофореграммы белковой сыворотки крови коров с жировой дистрофией печени отличаются малой площадью Alb. В сыворотке крови этих животных пониженный уровень Alb и b₂-глобулина (IgM) сочетается с повышенным содержанием pAlb и Tg. Содержание Chm в крови pAlb-природы повышено до 25%. Об этом свидетельствует и повышенный уровень гексоз углевод-белкового комплексов в сыворотке крови больных животных.

Физиологическими реакциями модификации белков крови при жировой дистрофии печени животных объясняются конформационные их превращения. Например, у кроликов при жировой дистрофии печени сывороточный Alb претерпевает конформационные превращения (С.Н. Багдасарьян, Н.В. Толкачева, 1978)

Гиперлипемия, гиперхолестеролемия, гиперкетонемия (В.Н. Байматов, 1981), а также пониженный уровень в сыворотке в сыворотке крови Chm и ЛОНП (pre-в-Lp)и повышенное содержание конечного продукта их трансформации - ЛНП (в-Lp) свидетельствует о нарушении интенсивности липидно-липопротеидного обмена у коров с жировой дистрофией печени. Электрофореграммы и денситограммы Lp показывают, что при патологии липидно-липопротеидного обмена меньшему относительному количеству Chm и ЛОНП в сыворотке крови коров соответствует повышенный уровень конечного продукта их превращений - ЛНП (Р.Х. Кармолиев, 1989). Вышеуказанные изменения интенсивности промежуточного обмена липидов в организме могут служить диагностическим симптомом жировой дистрофии печени у коров.

1.6 Кетоз (Ketosis)

Кетоновые тела образуются в печени. Прежние представления о том, что кетоновые тела являются промежуточными продуктами в-окисления жирных кислот оказались ошибочными.

Кетоз - хроническая болезнь, возникающая при патологии липидно-липопротеидного обмена и сопровождающаяся накоплением в организме кетоновых тел, поражением вследствие этого гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, щитовидной, околощитовидных желез, печени, сердца, почек и других органов и систем. Кетоз наблюдается в основном у молочных коров и многоплодных овцематок.

Кетонемия и кетонурия, как симптомы могут быть не только при кетозе, но и при некоторых тяжелых первичных болезнях, таких как гнойный эндометрит, ретикулоперитонит и другие. Поэтому следует дифференцировать истинный кетоз и симптоматическую (вторичную) кетонурию (кетонемию) как симптом какого-либо основного заболевания (И.П. Кондрахин, 1989).

Этиопатогенез. Кетоз животных - заболевание с полиэтиологической патологической природой, в возникновении которого, в основном лежат кислоты (бутирата), гиподинамия и т.д. Проявляется в период наивысшей лактации, когда имеет место нарушение сопряжения экзергонических (поступление с кормом энергии) и эндергонических (её расход) процессами (А.В. Жаров, Д.Я. Луцкий, 1978).

При энергетическом дефиците и продуктивности у коров с суточным удоем 35-40 кг молока, а также высококонцентратном типе кормления, нарушается соотношение ЛЖК в рубцовом содержимом в сторону повышения концентрации бутирата и понижения уровня пропионата. Возрастают энергозатраты на усвоение большого количества протеина: на 1 кг азота, экскретируемого с мочой в виде мочевины, используется 5450 ккал, т.е. в условиях энергетического дефицита у высокопродуктивных коров возрастают энергозатраты. В этой связи интересны работы А.Г. Савойского (1972) о значимости сахаро-протеинового отношения рациона (менее 1, 0) в возникновении кетозов у высокопродуктивных коров. Кетоз у коров возникает, если высококонцентратные рационы содержат более 800 г сырого или 60 г переваримого жира, что ведет к образованию большого количества бутирата, кетоновых тел и аммиака, а также к понижению уровня пропионата.

У жвачных потребность в D-глюкозе за счет всасывания в тонком кишечнике обеспечивается менее чем на 10%, а остальные 90% восполняются за счет глюконеогенеза во многом из пропионата. В условиях образования большого количества бутирата и дефицита пропионата у коров создаются условия для повышения кетогенеза. Аммиак прерывает реакции общего пути катаболизма СН₃СO - SКoA (экзергонический процесс - путь к образованию энергии), устраненяя б-кетоглутарат аминированием в б, L-глутамат, что приводит к ингибированию реакции трикарбонового цикла и усиливает кетогенез из образовавшихся при в-окислении высших жирных кислот 2*СН₃СO - SКoA (СН₃СO - SКoA > кетоновые тела - ацетоацетат - в-гидроксибутират и ацетон) (Р.Х. Кармолиев, 2000).

При накоплении в организме избыточного количества кетоновых тел и длительном их воздействии (своими карбоксильными, карбонильными и спиртовыми химически активными функциональным группами) в патологический процесс вовлекается ЦНС, нейроэндокринная система - гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система, щитовидная, околощитовидная железы, яичники; важнейшие органы - сердце, печень, почки; в них возникают дистрофические процессы, что приводит к нарушению их функций. При кетозе наступает гипофункция щитовидной и паращитовидной желез и развивается вторичная остеодистрофия.

Клинико-биохимическая оценка. При кетозе в крови животных выявляется уменьшение количества лейкоцитов, гемоглобина, эритроцитов: у коров количество колеблется в пределах 2, 6-8, 4 тыс/мкл, эритроцитов - а5, 2-6, 6 млн/мкл. Следовательно, в патологический процесс вовлекаются лимфоидная и миелоидная функционирующие системы костного мозга.

Для кетоза характерным признаком служит гипогликемия, кетонемия (ацетонемия), кетонурия и кетонолактия. Между содержанием сахара и кетоновых тел в крови существует обратная корреляционная зависимость: содержание сахара в крови коров при кетозе уменьшается до 1, 39 -1, 94 ммоль/л - против 2, 22-3, 33 ммоль/л у клинически здоровых; количество кетоновых тел, наоборот увеличивается до 1, 19-1, 36 г/л - в крови и 2, 00-14, 00 г/л в моче - против 0, 01-0, 06 г/л в крови и 0, 09-0, 1 г/л в моче у клинически здоровых коров. Соотношение кетоновых тел при этой патологии меняется в строну увеличения ацетоуксуной кислоты и ацетона (Ф.С. Полухин, 1961). При кетозе снижается содержание в крови гликогена, лимонной кислоты, повышается концентрация лактата и пирувата (А.Г. Савойский, 1969, Д.Я. Луцкий, 1978). Вследствие выведения из организма натрия в форме солей с кетоновыми телами развивается ацидоз, резервная щелочность крови снижается до 34, 0 об% СО₂.

Наступает дистрофия печени, происходит дегенерация и аутолиз паренхиматозных клеток с одновременным повышением функциональной активности иммунокомпетентных клеток ретикулоэндотелия о чем свидетельствует гиперпротеинемия (до 108, 0 г/л общего белка сыворотки крови, гипоальбуминемия и гиперглобулинемия) (А.Г. Савойский, 1968). В крои повышается содержание общих липидов, ЛЖК и НЭЖК вследствие дислипопреиднемии (В.Н. Байматов, 1989).

Кетоз суягных овец. (токсемия суягных овец, алиментарная кетонурия суягных овец, голодный кетоз)

В течение многих лет в лаборатории кафедры биохимии и терапевтической клинике Саратовского зооветеринарного института под руководством профессора Я.А. Бабина и А.М. Колесова проводились экспериментальные исследования этиопатогенеза и клинико-биохимическая оценка кетоза суягных овец.

Алиментарная кетонурия у суягных овец развивается при содержании их на малобелковых рационах с недостатком основных питательных веществ, витаминов, микроэлементов.

Этиопатогенез. При энергетическом дефиците у суягных овец наблюдается усиленный расход депонированных липидов и гликогена. в-Окисление их жирных кислот приводит к образованию избытка СН₃СO - SКoA, а далее и кетоновых тел в условиях ингибирования распада этих соединений в общем пути катаболизма. Усиленный распад эндогенных белков приводит к образованию кетогенных б, L-аминокислот (лейцина, изолейцина, фенилаланина, тирозина), которые у голодающих животных служат источником ацетоацетата, в-гидрокисбутирата и ацетона. В условиях дефицита D-глюкозы - основного источника оксалоацетата нарушается процесс распада кетогенных аминокислот в общем пути катаболизма; происходит конденсация двух молекул СН₃СO - SКoA с образованием ацетоацетил-КоА, из которого образуется кетоновые тела. Развиваются дистрофические процессыв печени, а также в сердце, почках и нейроэндкринной системе.

Клинико-биохимическая оценка основывается на выявлении кетонеми и кетонурии: концентрации кетоновых тел в крои до 0, 15 г/л и более, до 1, 0-8, 00 г/л - в моче. Одновременно в крои снижается содержание сахара до 1, 94 ммоль/л и ниже, гемоглобина - до 70 г/л, общего белка сыворотки крои - до 52, 5 г/л, повышается концентрация пирувата. Резервная щелочность составляет 42, 7-49, 3 об% СО₂. Количество лейкоцитов уменьшается до 2000 /мкл, эритроцитов - до 4.2 млн/мкл.

1.7 Ацидоз (Acidosis ruminis) и алкалоз (Alcalosis ruminis) рубца

Ацидоз рубца - молочнокислый ацидоз, острый ацидоз рубцового пищеварении, кислый ацидоз, зерновая интоксикация («пшеничная болезнь»), руминогипотонический ацидоз и другие - характеризуется накоплением в рубце лактата, снижением pH химуса, нарушением пищеварения и метаболическим ацидозом организма. Патология наблюдается у крупного рогатого скота, встречается у овец и коз.

Этиопатогенез. Эта алиментарная патология возникает после скармливания животным большого количества свеклы, зерновых злаковых концентратов (ячмень, пшеница, рожь и др.), кукурузы в стадии молочно-восковой спелости, картофеля и других кормов, богатых сахаром и крахмалом. Экспериментально острый ацидоз рубца у коров вызывали скармливанием 54 кг полусахарной свеклы: при содержании 12 г общего сахара/кг массы тела, а хронический ацидоз у коров при скармливании рациона с 5-6 г сахар/кг массы тела животного (И.П. Кондрахин, 1989). На фермах по откорму крупного рогатого скота ацидоз рубца устанавливали у животных, рацион которых состоял преимущественно из зерна, жома и барды или скармливании овощных отходов с pН 3, 7-4, 3 (И.И. Тарасов и др., 1979; И.П. Кондрахин, 1989)

В этих условиях кормления легкоусвояемые углеводы (сахара и крахмал) ферментируются по типу молочнокислого брожения, лактат трансформируется в пропионат - основной субстрат глюконеогенеза в организме животных. При скармливании большого количества углеводов, образующийся лактат не успевает превращаться в пропионат, накапливается и всасывается в кровь, вызывая сдвиг кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону. Концентрация лактата в химусе достигает 6, 60 ммоль/л, в крови - 4, 29 ммоль/л. В этих условиях pН химуса снижается до 5, 4 - 4.9 и ниже - против 6, 0-7, 3 у клинически здоровых. Угнетается жизнедеятельность бактерий и инфузорий рубца, снижается их численность до 135 тыс/мл и ниже - против 200-1800 тыс/мл в норме. При снижении pН химуса рубца до 5, 0-5, 5 многие простейшие погибают.

При развитии острого ацидоза рубца образуется значительное количество ЛЖК, достигая 23 ммоль/100 мл и более - против 6-14 ммоль/100 мл в норме у крупного рогатого скота; для овец норма - 5-15 ммоль/100 мл. Повышение содержания ЛЖК происходит за счет пропионата, содержание ацетата при этом уменьшается, это также способствует понижению pН химуса рубца, нарушению рубцового пищеварения. При низком pН химуса под воздействием молочнокислых бактерий декарбоксилируются некоторые аминокислоты с образованием гистамина, тирамина и кадавердина. С их влиянием связывают развитие ламинита - асептического воспаления основы кожи копыта, гипотонии и атонии преджелудков.

Высокая концентрация лактата в рубце сопровождается повышением осмотического давления, жидкость из крови поступает в рубец, развиваются диарея, дегидратация организма, сгущение крови.

Клинико-биохимическая оценка. Поступление в кровь избыточного количества лактата сопровождается снижением резервной щелочности (до 38об% СО₂), падением pН крови, мочи и слюны; в организме имеет место метаболический ацидоз. На фоне метаболического ацидоза угнетается эритропоэз: количество эритроцитов крови снижается до 3200 тыс/мкл, гемоглобина - до 67 г/л и менее; угнетаются биосинтез белков и антитоксическая функция печени, что выражается гипоальбуминемией. Содержание лактата в крови при развитии патологии достигает 4, 40 ммоль/л, pН снижается до 7, 15, резервная щелочность падает до 35 об% СО₂, наблюдается алиментарная гиперкликемия - до 3, 46 ммоль/л сахара. В моче активная реакция снижается до pН = 5, 6, иногда наблюдается протеинурия. При длительном скармливании больших количеств корнеплодов, зерновых злаковых концентратов, картофеля богатых углеводами отмечают гипотонию рубца, анемичность слизистых оболочек, диарею, признаки ламинита. В содержимом рубца концентрация лактата составляет 0, 77=1, 65 ммоль/л, pН ниже 6, 5 количество инфузорий падает до 180 тыс/мл. Содержание лактата в крови более 1, 54 ммоль/л, показатель резервной щелочности ниже 46 об% СО₂. Хронический ацидоз рубца осложняется жировым гепатозом, поражением почек и другой патологией.

Алкалоз рубца - щелочное расстройство пищеварения, щелочное несварение характеризуется сдвигом pН химуса рубца в щелочную сторону, нарушением рубцового пищеварения, обмена веществ, функции печени и других органов.

Этиопатогенез. Ненормированное скармливание (большого количества) животным бобовых трав, гороха, сои или азотсодержащих небелковых веществ (карбамида) ведет к образованию в рубце большого количества NH₃, проявляющего основные свойства и сдвигающего pН среды в щелочную сторону.

Защелачивание среды рубцового химуса сопровождается подавлением жизнедеятельности инфузорий и другой микрофлоры симбионтного характера, нарушается рубцовое пищеварение с изменением соотношения ЛЖК, накоплением бутирата и уменьшением пропионата и ацетат. Патология возникает при концентрации NH₃ в химусе, равной 25 мг% и выше. Микрофлора не успевает ассимилировать NH₃ для синтеза микробиального белка, в большом количестве поступает в кровь, оказывает токсическое воздействие на нейроэндокринную систему, паренхиматозные и другие органы. Печень не успевает включать NH₃ в орнитиновый цикл образования мочевины, в ней возникает дистрофия и жировая инфильтрация. При достижении pН химуса рубца 7, 2 и выше возникает гипотония, а при pН 8, 2 - атония рубца. Нарушается белковообразовательная функция печени и липидный обмен.

Клинико-биохимическая оценка. Имеют место гиперпротеинемия и диспротеинемия: гипоальбуминемия и гиперглобулинемия. В сыворотке крови повышается процент фосфолипидов с 33, 1 до 58, 9 и триглицеролов с 0, 01 до 8, 02, понижается % общего холестерола с 59, 2 до 31, 2. Следовательно, при алкалозе рубца нарушаются белковообразовательная функция печени и липидный обмен.

1.8 Гипогликемия (Hypoglykhaima) поросят

Патология неонатальных поросят, характеризующаяся гипогликемией, гипотермией, угнетением жизненных функций, судорогам и комой.

Этиопатогенез. Гипогликемия поросят возникает преимущественно в зимне-весенний период, обусловлена несовершенным энергетическим обменом, слабой резистентностью и малыми запасами эндогенных триацилглицеролов. Патология возникает из-за ограниченных энергетических запасов в организме новорожденных поросят, недостаточном питании при гипогалактии свиноматок и содержании в помещении с пониженной температурой воздуха. Уменьшением секреции молока (гипогалактия) или полное прекращение этого процесса (агалактия) может быть вследствие перекорма и ожирения свиноматок, а также при недоразвитии молочной железы и её поражениях.

Причиной гипогликемии может стать расстройство желудочно-кишечного тракта порося, сопровождаемое диареей.

Клинико-биохимическая оценка. У неонатальных поросят при ограниченных запасах эндогенных триацилглицеролов в организме регуляция температуры тела обеспечивается за счет энергии гликолиза, что ведет к быстрому использованию D-глюкозы и гипогликемии. Несоответствие поступления энергетических веществ их расходу приводит к повышению интенсивности глюконеогенеза, сопровождаемому накоплением в организме метаболитов обмена веществ - мочевины, креатинина, креатина, мочевой кислоты и аллантоина, аммиака (остаточного азота сыворотки крови), кетоновых тел и др.

В условиях нарушения энергетического баланса и большего её расходования на поддержание жизненных функций образуется дефицит D-глюкозы в организме и развивается гипогликемия. Нарушается баланс экз- и эндергонических процессов в клетках, тканях, всех органов и си, падает температура тела, наступает сонливое состояние и коматозное состояние.

1.9 Миоглобинурия (Myoglobinuria)

Патология упитанных лошадей, характеризующаяся накоплением в мышцах лактата и других кислот, дистрофией и распадом мышечных волокон, парезом задней части туловища, выделение миоглобина с мочой (миоглобинурия). Эта патология возможна и у крупного рогатого скота, главным образом у телят при длительном безвыгульном содержании.

Этиопатогенез. Развитие болезни у лошадей способствует обильное концентратное кормление при перерыве в работе на 1-2 суток и более, содержание в это период без проводок, последующая напряженная работа. У телят болезнь возникает при стойловом содержании без предоставления моциона, последующего перегона на пастбище с большим расстоянием, перегруппировки.

Развитию патологии предшествует избыточное накопление гликогена в мышцах. Если после обильного кормления и продолжительного отдыха лошадь испытывает чрезмерную физическую нагрузку, то в мышцах интенсивно протекает преимущественно анаэробный гликолиз с образованием большого количества лактата и пирувата. Эти продукты распада гликогена вызывают набухание и уплотнение мышечных волокон, контрактуру мышц. Набухшие и уплотненные мышечные волокна сдавливают кровеносные капилляры, проходящие между ними, в результате чего наступает гипоксия и происходит дистрофия, перерождение и распад мышечных волокон. Связь миоглобина с белком мышц разрушается, миоглобин и продукты распада гликогена и мышц поступают в кровь, сто приводит к токсемии и сдвигу кислотно-щелочного равновесия в сторону ацидоза.

Клинико-биохимическая оценка. Наряду с увеличением содержания в крови лошади лактата, пирувата и сахара, уменьшается резервная щелочность. В отличие от гемоглобина почечный порог у миоглобина низкий, и он выделяется с мочой, окрашивая её в темно-бурый кофейный цвет, возникает и протеинурия. При тяжелой форме болезни лошади СОЭ резко замедлена, индекс ретракции кровяного сгустка понижен до 0, 27-0, 25, сыворотка крови окрашена в розово-красный цвет из-за наличия в ней миоглобина. Содержание сахара в крови составляет 9, 21 ммоль/л, лактата 1, 36 ммоль/л и выше; резервная щелочность снижается до 35 об% СО₂ и ниже, несколько уменьшается содержание магния (1, 7-1, 8 мг/100 мл).

2. Биохимические исследования для оценки патологий с нарушением минерального обмена

2.1 Алиментарная остеодистрофия. (Osteodystrophia)

Патология, протекающая с нарушением фосфорно-кальциевого обмена, характеризующаяся системной дистрофией.

Этиопатогенез. Основной причиной алиментарной остеодистрофии является дефицит в рационе кормления животных (крупный рогатый скот, овцы, козы, свиньи, реже лошади, мулы, буйволы) Ca, Р, витамина D, а также протеина и углеводов (энергии). Патология возникает в напряженные для организма периоды: вторая половина беременности, в период пика лактации и стадию интенсивного роста костяка в процессе роста и развития.

Наиболее оптимальные соотношения для животных в начале роста Ca: Р = 1, 5-2, 0: 1, в конце роста - 1, 2-1, 0. В избытке Ca или Р нарушается их обмен. Увеличение отношения Ca: Р свыше 2:1 приводит к снижению всасывания Р в пищеварительном тракте, его недостатку в организме. Костной дистрофии способствует недостаток или избыток в рационах Mg, а также недостаток Co, Zn, Mn, I и витамин D. Содержание животных на пастбищах, в травостое которых много щавелевой кислоты, снижает усвояемость Са вследствие образования оксалатов Са.

Поступление в организм энергоёмких веществ, белков, минеральных, элементов, витаминов необходимо для следующих процессов остеосинтеза: Синтеза вначале органического матрикса - коллаген + гликозаминогликан (мукополисахарид) + АТР. Ферменты остеобластов катализируют минерализацию органического матрикса - основного вещества и углевод-белковых комплексов: обогащение гликозаминогликанов (мукополисахаридов) ионами Ca, P, Mg, Na, K и др., образуется кристаллическая решетка гидроксиапатита с затратой энергии (эндергонический процесс).

Костная ткань состоит на 30% из органических веществ, 60% - минеральных и 10% - H₂O. Органическое вещество кости на 95% представлено фибриллярным белком - коллагеном, волокна которого связаны хондроитинсульфатом (гликозаминогликан). Полипептидная цепь коллагена построена из глицина, пролина, гидроксипролина и других аминокислот. Присутствие гликогена (5-8 г/ 100г кости) необходимое условие процесса минерализации.

В костной ткани сконцентрировано около 98, 5% Ca, 83% - Р, 70% - Mg, 40% - Na организма, более 30% - микро- и ультрамикроэлементов (Б.Д. Кальницкий, 1985). Важную роль в остеосинтезе играют Zn, Mn, Co, I, F витамины эрго и холекальциферолы, ретинол и аскорбиновая кислота, паратгормон, кальцитонин, соматотропин и др.

Цинк входит в состав 30 ферментов, активирует щелочную фосфатазу, регулирует процессы обмена Р в кости. При недостатке Zn нарушается рост кости.

Марганец повышает активность щелочной фосфотазы, при его недостатке нарушается биосинтез гликозаминогликанов в хрящевой ткани, понижается активность ряда ферментов углеводного обмена.

Ретинол участвует в синтезе гликозаминогликанов, при его недостатке нарушается минерализация кости. Эрго- и холикальциферол регулируют минерализацию костной ткани и поступление Ca из кости в кровь, в сопряжении с паратгормоном и тирокальцитонином участвует в обмене Сa и Р. Процесс формирования коллагеновых волокон происходит с участием аскорбиновой кислоты.

Патогенез алиментарной остеодистрофии инициируется недостаточным притоком энергии, аминокислот, минеральных веществ и витаминов. Такой характер питания организма сопровождается нарушением биосинтеза органического вещества косной ткани, коллагена, гликозаминогликанов, обогащения органического матрикса ионами Cа, Р и другими элементами кристаллической решетки гидроксиаппатита.

Для подержания биохимического гомеостаза в крови по электролитному составу организм мобилизирует минеральные элементы из костной ткани. При длительном недостаточном поступлении минеральных веществ или нарушении их всасывания (питания ими) костная ткань обедняется Cа, Р и другими элементами, наступает её деминерализация. При построении новой костной ткани образуется лишь её остеоидная основа без последующей минерализации. Убыль косного вещества проявляется остеомоляцией и остеопрозом. Изменяются физические свойства костной ткани, в отличие от рахита ломкость костей преобладает над гибкостью.

Недостаточное поступление в организм энергии, аминокислот и протеина приводит к уменьшению образования протеогликана (биохимического комплекса белка с гликозаминоглканом), а далее к нарушению костеобразовательного процесса.

При гипо- и авитаминозах D снижается процесс образования кальцийсвязывающего белка (остеокальцин) - СаСБ, нарушаются доставка Са и Р элементов в костную ткань и образование в ней гидроскиаппатита. При гипо- и авитаминозе А в костной танки уменьшается биосинтез гликозоаминогликанов (протеогликанов), недостаток витамина С приводит к нарушению синтеза коллагена и ядер кристаллизации.

Осеодистроцическая патология может быть связана с нарушением оптимального соотношения Са: Р в рационах, значительным избытком одного из них при нарушении процессов питания и выделения. Так, значительной относительный избыток Р уменьшает усвояемость Са и увеличивает его выделение с мочой. Излишнее поступление с кормом и водой Са приводит к потере организмом и костной тканью Р, развитию в ней дистрофии.

Клинико-биохимическая оценка. Деминерализация костной ткани у тяжело больных коров сопровождается нарушением буферных свойств кости, факторов адаптации в поддержании биохимического гомеостаза Са, Р, Mg, Nа, кислотно-щелочного равновесия и др. Это проявляется снижением содержания общего и ионизированного Са в крои, Р неорганических фосфатов, Mg, резервной щелочности: ?Са сыворотки крои - 1, 565-2, 875 ммоль/л, ?Mg - 0, 675 - 0, 793 ммоль/л, Р неорганических фосфатов - 1, 078-1, 360 ммоль/л; резервная щелочность - от 39, 9 до 44, 8 об% СО₂; активность щелочной фосфатазы - от 7, 10 до 25, 75 ед. Боданского. При алиментарной остеодистрофии нарушается эритропоэз, уменьшается количество эритроцитов, гемоглобина и лейкоцитов. При недостаточном аминокислотном и протеиновом питании уменьшается содержание остаточного азота, свободных аминокислот и общего белка сыворотки крови: ? белок - 59, 0 - 80, 6 г/л и остаточный азот сыворотки крови - 14, 6 - 24, 5 мг/ 100мл, мочевины - 9, 6 - 16, 8 мг/100мл; аминный азот - 2, 24 - 3, 50 мг /100 мл. У коров при остеодистрофии понижена активность щелочной фосфатазы в двенадцатиперстной и подвздошной кишках, в химусе повышена концентрация Са и Р. Реакция мочи - слабощелочная или нейтральная, осадок рыхлый, состоящий в основном из фосфорнокислых солей. Химический анализ кости свидетельствует о низкой её насыщенности минеральными веществами.

Алиментарную остеодистрофию у крупного рогатого скота следует дифференцировать от вторичной остеодистрофии. Вторичная остеодистрофия у коров развивается на фоне кетоза и является его следствием. Для неё характерным является повышение ? белка сыворотки крови и содержание Р неорганических фосфатов (И.П. Кондрахин, 1989)

2.2 Фиброзная остеодистрофия (Osteodystrophia fibrosa)

Это одна из патологий витаминно-минерального обмена, возникающая при гиповитаминозе D и нарушении соотношения Са: Р в рационах, и характеризующаяся размягчением костей черепа, образование фиброзных утолщений на верхней челюсти и других костях.

Этиопатогенез. Гиповитаминоз D и гипофункция околощитовидной желез с нарушением синтеза паратгормона приводят к обеднению организма Са и Р. Недостаток Са и Р в крови и тканях компенсируется за счёт мобилизации этих элементов из косной ткани. Этот процесс сопровождается истончением и размягчением кости, в ней разрастается фиброзная ткань, что видно в утолщениях ею определенных участков.

Вторичная остеодистрофия крупного рогатого скота.

Это эндокринная патология, связана с нарушение функций гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой, щитовидной и околощитовидной желёз, а также печени, характеризуется патохимией углеводно-гликолипидного, аминокислотно-белкового, липидно-липопротеидного и витаминно-минерального обмена.

Этиопатогенез. Однотипное высококонцентратное кормление с недостатком в рационах сена и корнеплодов, скармливание животным недоброкачественного силоса, сенажа и др., содержащих бутират, перекорм животных в стадии затухания лактации и сухостоя, приводящий к ожирению, гиподинамия и недостаток инсоляции. Как правило у высокопродуктивных коров остеодистрофия не связан с дефицитом в рационах Са, Р, гиповитаминозом D, протеина и энергии в отличие от алиментарной остеодистрофии. При гипофункции щитовидной и паращитовидной желез, характерной для вторичной остеодистрофии, уменьшается секреция тирокальцитонина и паратгормона, снижается усвояемость Са и Р, падает их концентрация их в крови, происходит мобилизация этих элементов из костной ткани, снижается транспорт Са⁺⁺ цитратом.

Клинико-биохимическая оценка. При затяжном течении кетоза патология осложняется косной дистрофией. При этом концентрация кетоновых тел в крови резко падает, содержание сывороточного белка повышается, а сахар, мочевина, ?Са и резервная щелочность остаются на низком уровне. (табл.)

Результаты клинико-биохимических исследований крои коров, больных кетозом и и остеодистрофией. (И.П.Кондрахин, 1989).

Биохимические показатели	Клиническое состояние
	до кетоза	при кетозе	Осложнение вторичной остеодистрофии
Гемоглобин, г/л	115, 3	101, 9	96, 0
Общий белок, г/л	80, 9	71, 6	87, 8
Мочевина, ммоль/л	4, 16	3, 92	3, 08
Кетоновые тела, г/л	0, 057	0, 212	0, 075
Сахар. ммоль/л	2, 22	1, 90	2, 37
Резервная щелочность, об% СО2	52, 96	47, 74	47, 82
?Са, ммоль/л	2, 63	2, 32	2, 36
Неорганический фосфат, ммоль/л	1, 87	1, 67	1, 82
?Mg, ммоль/л	0, 93	0, 90	0, 91

2.3 Биохимические исследования для оценки гипомикроэлементозов - эндермических (энзоотических) патологий

Отечественный учёный В.И. Вернадский заложил основы геохимической экологии. Роль живых организмов в распределении химических элементов на Земле изучается в разделе геохимической экологии - биогеохимии. Из 106 химических элементов в периодической системе Д.И. Менделеева в организме животных обнаружено более 70.

По исчислениям академика В.И. Вернадского общая масса живого вещества на Земле - на суше и в морях - составляет 10¹⁷ т. Если принять, что в живом веществе содержится в среднем 90% воды, то его общая сухая масса будет равна 10¹⁶ т. Макроэлементы составляют 98-99% массы животного, а микроэлементы - 1-2%. В минеральной части организма на долю макроэлементов приходится 99, 6%, а микро- и ультрамикроэлементов - 0, 4%.

Микроэлементы сообщают важнейшие свойства биологически активным веществам - ферментам, витаминам и гормонам. Существенный вклад в науку биогеохимия внесли исследования по физической и биохимической роли микроэлементов в организме животных В.И. Вернадского, В.В. Ковальского, Я.А. Бабина, А.П. Дмитроченко, Ф.Я. Беренштейна, А.О. Войнар, В.Т. Самохина, Н.А. Уразаева, А.Н. Судакова, М.А. Байтурина и др. Понятие о биогеохимических провинциях и биогеохимических эндемиях ввел А.П. Виноградов (1937), позже (1962) В.В. Ковальский разработал биогеохимическое районирование, основанное на установлении связи между содержанием химических элементов во внешней среде и возникновением эндемических патологий у животных и человека.

Микроэлементозы - эндермические патологи, возникающие вследствие недостатка и реже избытка микроэлементов в организме. Эти патологии также называются энзоотическими - болезнями животных, возникающих в определенной местности (биогеохимической провинции), характеризующейся недостатком или избытком в почве, воде и кормах жизненно необходимых (биотических) химических элементов.

2.4 Энзоотическая остеодистрофия (Osteodystrophia enzootica)

Эта патология возникает в определенных биогеохимических зонах (провинциях), характеризующихся преимущественным нарушением минерального обмена, дистрофией в костной ткани, замедлением роста и развития молодняка и понижением уровня продуктивности. Она наблюдается у крупного рогатого скота и реже - у овец.

...