Физиологическая характеристика астраханских верблюдов

Актуальность исследования. Определение физиологической нормы состояния организмов остается одним из важнейших вопросов естествознания, будь то биологическое, медицинское, токсикологическое и любое другое исследование. Не зная физиологических критериев, невозможно решать задачи разведения, кормления и содержания сельскохозяйственных животных, в том числе и верблюдов.

В связи с этим, физиолого-морфологические исследования этих животных проводятся в достаточной мере, так как они необходимы для контроля за и воспроизводством, сохранением здорового поголовья, а также для организации ветеринарно-санитарных мероприятий и оценки влияния условий обитания на организм верблюдов. (Лакоза И.И., 1964; Херсаков С. А., 1953, 1971;Терентьев С. М., 1970,1978; Баймуканов A.A., 1982; Се-лимсултанова JI.A., 2010).

Исследований, посвященных изучению физиологических параметров двугорбых верблюдов калмыцкой породы Астраханской популяции, живущих в биогеохимических условиях Нижнего Поволжья, до сих пор не проводились.

Общеизвестно, что деятельность системы крови является важнейшим критерием состояния любого организма, в том числе сельскохозяйственных животных (Агаджанян А.Н. и др. 1998). В настоящее время накоплено большое количество материала о характеристике периферической крови сельскохозяйственных животных, в том числе о клетках крови одногорбых и двугорбых верблюдов Средней Азии и Северного Кавказа (Доржпурэв С., 1969; Кудрявцева JI.A., 1974; Дурдыев, Б.Д. 1983; Беляков И. М., 2004; Кон-драхин И.П., 2004, Селимсултанова Л. А., 2010), но, до сих пор полной ясности в этом вопросе для двугорбых верблюдов калмыцкой породы не достигнуто.

Таким образом, актуальность исследований определена дефицитом информации о физиологической характеристике этой породы верблюдов, разводимых в Астраханской области, где находится самое большое стадо этих животных в России, а мясо которых по питательности, вкусовым качествам не отличается от говядины, а молоко верблюдиц характеризуется высоким содержанием жира, белка и других питательных веществ.

Целью исследования является анализ физиологического состояния двугорбых верблюдов калмыцкой породы Астраханской популяции в зависимости от возраста, пола животных, сезона года, степени кумуляции в органах и тканях биологически важных макро — и микроэлементов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выявить возрастно-половую динамику температуры, частоты сердечных сокращений и частоту дыхания двугорбых верблюдов калмыцкой породы в зависимости от сезона года.

2. Проанализировать зависимость между физиолого-биохимическими показателями крови этой породы верблюдов и возрастом, полом животных, сезоном года.

3. Установить уровень содержания марганца, цинка и меди в органах и тканях двугорбых верблюдов.

4. Выявить взаимозависимость между степенью накопления макрои микроэлементов в тканях и органах двугорбых верблюдов и показателями крови этих животных.

5. Выявить особенности строения печени, селезенки, скелетных мышц у двугорбых верблюдов.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное исследование физиологического состояния двугорбых верблюдов калмыцкой породы Астраханской популяции с применением физиологических, биохимических, морфологических, химических методов.

Выявлены изменения физиологических показателей верблюдов калмыцкой породы в зависимости от возраста, пола животных, сезона года в условиях региона Нижней Волги (Астраханская область). Определен уровень содержания марганца, цинка и меди в тканях и органах верблюдовустановлена взаимозависимость степени их накопления в органах и тканях животных и гематологическими показателями.

Положения, выносимые на защиту:

1. Выявлены возрастные понижения температуры тела животных, частоты сердечных сокращений и дыхательных движений у двугорбых верблюдов, калмыцкой породы Астраханской популяции без особенностей полового диморфизма.

2. Установлено, что содержание каротина, кальция, общего белка в сыворотке крови увеличивались с возрастом. Определено, что имеется зависимость между уровнем содержания креатинина, мочевины, креатин-фосфокиназы и полом животныхуровни этих показателей у самок в сыворотке крови были выше, чем у самцов.

3. Определено, что количество марганца, цинка и меди коррелируют с показателями крови (количество эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов) и содержанием в сыворотке крови каротина, кальция, общего белка, фосфора.

Теоретическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты исследований дополняют и расширяют представление о физиологическом состоянии верблюдов, в том числе двугорбых верблюдов калмыцкой породы Астраханской популяции. Исследованиями установлены тенденции полового диморфизма физиологических показателей в онтогенезе верблюдов, что особенно четко прослеживается в картинах периферической крови животных, в уровнях содержания микроэлементов в органах и тканях верблюдов.

Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для уточнения физиологических норм и клинического состояния двугорбых верблюдов в лечебной практике ветеринарными врачами, а также при составлении рационов кормления животных. Основные положения работы могут быть использованы в научно-исследовательской работе аспирантов и в преподавании курсов «Физиология и этология сельскохозяйственных животных», «Биохимия», «Цитология» и других биологических дисциплин в университетах.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на Международной научно-практической конференции «Экология биосистем: проблемы изучения, индикации и прогнозирования» (Астрахань, 2007) — VI Международной биогеохимической школе «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий» (Астрахань, 2008), Всероссийской конференции молодых ученых с элементами научной школы «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009) — расширенных заседаниях и тематических семинарах кафедры ветеринарной медицины Астраханского государственного университета.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 3 статьи — в журналах, включенных в «Перечень периодических изданий рекомендованных ВАК РФ».

выводы.

1. У двугорбых верблюдов, выращиваемых в биогеохимических условиях Астраханской области, установлены возрастные особенности колебаний, температуры тела, частоты сердечных сокращений и числа дыхательных движений, которые уменьшались с возрастом-, выяснено, что все эти показатели у животных не зависели от пола и сезона года.

2. Выявлена возрастная и сезонная динамика гематологических показателей: наименьшее количество эритроцитов и гемоглобина отмечалось у самок верблюдов в 6-месячном возрасте, с возрастом эти показатели увеличивались. Количество эритроцитов и гемоглобина в осенний период возрастало у всех возрастных групп по сравнению с веснойв молодом возрасте кровь у верблюдов носила лимфоцитарный характер и коэффициент Л/Г составлял 1,3, по сравнению с лейкоформулой животных в 72-х месячном возрасте этот показатель становился равным 0,9.

3. Отмечены половые, сезонные изменения количества веществ в сыворотке крови, так, уровни содержания каротина, кальция, фосфора, общего белка с возрастом имели тенденцию к увеличению, в осенний период, по сравнению с весной, в сыворотке крови у самок всех возрастных, уровни креатинина, мочевины, креатинфосфокиназы (КФК) и тимоловая проба были выше, чем у самцов (Р<0,05).

4. Выявлено, что распределение концентраций жизненно важных микроэлементов в почках, печени, легких, сердечной мышце, головном мозге, скелетных мышцах было следующим: Ъху > Си > Мп, в коже с волосяным покровом, крови, стенке кишечника этот ряд был немного иным: гп>Мп> Си.

5. Установлены корреляционные связи между показателями крови (количеством эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, уровнем общего белка и др.) и содержанием макрои микроэлементов организме верблюдов в биогеохимических условиях Астраханской области.

6. Гистологическое исследование печени, почек, селезенки, скелетных мышц не выявило патологических изменений этих органов, что указывало на наличие у верблюдов компенсаторно-приспособительных реакций на различные воздействия факторов среды обитания, обусловленных биогеохимическими условиями Астраханской области.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Клеточные мембраны в организме верблюда устроены так, что предотвращают излишние потери внутриклеточной жидкости. Состав же крови у верблюда такой, что не вызывает замедления в кровообращении даже в случае минимального содержания воды в организме.

Кроме того, кровь верблюдов отличается от крови прочих живых существ более высоким содержанием альбумина — белка повышающего выносливость организма к обезвоживанию.

Микроэлементы в экосистемах степной и полупустынных зон Астраханской области являются одним из регуляторов метаболизма верблюдов. Комплексное исследование, включающее изучение содержания микроэлементов в почвах, растениях, в органах и тканях верблюда, позволят оценить обеспеченность экосистем степной и полупустынной зоны микроэлементами, физиологическое состояние верблюда в конкретных биогеохимических условиях. В настоящее время металлы в почвах и растениях степной и полупустынной зон Астраханской области выстраиваются в следующий убывающий ряд: Мп > > Си >Со.

Опираясь на изученные нами данные и сопоставляя их с аналогами из черноземной «эталонной» провинции (Ковальский, 1974), субрегион Нижней Волги можно отнести к субрегиону с низким содержанием меди и марганца и высоким содержанием цинка в почвах. Однако, в составе исследуемых нами растений, которыми питается астраханский верблюд, содержание меди, марганца и цинка достаточно, чтобы обеспечить полноценное поступление их в организм верблюда.

Изученные нами средние показатели по содержанию меди составляют в растениях — 7,1−13,1 мг/кг сухого вещества. По данным ч.

В.В.Ковальского (1971, 1974) содержание меди в растениях составляет 312 мг/кг сухого вещества. Медь обладает выраженным гемопоэтическим свойством, и это свойство представляет собой одну из важных сторон ее биологической роли и главную ее функцию в организме животного. Нами установлено самое низкое содержание меди по сравнению с другими органами верблюдов в крови (0,35±0,05 мг/кг сухого вещества) По данным наших исследований у верблюдов количество эритроцитов составляло 8,6×10 — 9,32×10 что ниже, чем у верблюдов выращенных в других климатических условиях в 2−2,5 раза (Берггрин, 1934; Семушкина, 1949;

Кудрявцева, 1952, 1974; Доржпурэва, 1969; Дурдыева, 1976, 1978; 1979,.

1980), а именно на то, что количество эритроцитов в крови верблюда равно 12 12.

— 14×10 -19×10. Такое низкое количество эритроцитов в крови астраханского верблюда связанно с низким содержанием меди в почве, а следовательно и в растительности Астраханской области, и как следствие этого низкое количество меди в организме верблюда. Но это можно рассматривать и как физиологические особенности верблюда применимо именно к Астраханскому региону, а именно к аридной зоне? Потому что не один из исследованных верблюдов не являлся больным.

Нами было изучено содержание меди в костной ткани верблюдов (2,03±0,13 мг/кг сухого вещества).

Известно, что для нормального усвоения кальция и фтора в организме животных, т. е. для нормального процесса костеобразования, организму необходима медь (Arrington, Davis, 1953). По-видимому, этим и объясняется содержание меди в костях верблюдов.

Кроме того, концентрация меди в сердце (15,7±0,22 мг/кг сухого вещества) и в мышцах (6,0±0,12 мг/кг сухого вещества) верблюдов связана с физиологическими особенностями верблюда, а именно с хорошо сбалансированным газообменом в тканях этого животного.

Изученное нами содержание марганца в растениях составляет — 4.7−72 мг/кг сухого вещества. По данным В. В. Ковальского (1971, 1974) его содержание колеблется от 20-до бОмг/кг сухого вещества.

Нами было изучено содержание марганца в органах и тканях верблюдов Марганец поступает в организм главным образом с растительными пищевыми продуктами.

Введение

в рацион животных комплекса меди и марганца в различных количествах позволило выявить их наиболее оптимальное соотношение из зоны биотического действия. Наиболее благоприятные соотношения меди и марганца в диете составляют 1:2,5 (Абдурах-манов, Зайцев, 2004). По данным А. Н. Гундаревой (2006) содержание меди в растительности Астраханской области равно в среднем 10 мг/кг сухого вещества, а марганца — 23,7 мг/кг сухого вещества (рис.5), при соотношении этих металлов 1:2,4. т. е. опираясь на все эти данные, можно с уверенностью говорить о том, поступление меди и марганца в организм животных с растительной пищей, произрастающей на территории Астраханской области, сбалансировано. Т. е. концентрация этих металлов в пищевом рационе может быть различна (недостаток, либо избыток), но соотношение будет таким, которое необходима для нормального питания животных.

Изменение костной ткани могут отмечаться не только при недостатке, но и при избытке марганца в организме. Большие дозы марганца могут вызывать поражение костной ткани с явлениями рахита. При сравнении содержания марганца в костной ткани изученных нами верблюдов и содержание его в костной ткани лошади видно, что количество марганца одинаково: у верблюда — 2,7 мг/кг сухого веществау лошади — 2,0 мг/кг сухого вещества, т. е содержание марганца в костной ткани верблюдов не является его физиологической особенностью. Так как в Астраханской области большие дозы марганца в почвах и в растениях по данным Гундаревой А. Н. (2006) не зафиксированы, а количества марганца в растительности находиться в пределах нормы (Ковальский, 1974), то и поражение костной ткани не наблюдается. К тому же все исследованные верблюды были здоровы. А значит, количество марганца в костях верблюда находиться в пределах нормы (но эта норма возможна, применима только именно к этому животному и конкретно к Астраханскому региону).

Кроме того, по данным А. О. Войнара (1960). В селезенке установлено содержание марганца и меди, что влияет на синтез и накопление в селезенке витамина С (Дьяченко, 1961), но это влияние не будет положительным, если не соблюдать определенное соотношение меди и марганца. По данным Г. М. Абдурахманова и И. В. Зайцева (2004) наблюдения, проведенные на животных, позволили дать заключения о том, что уровень содержания и величины соотношений меди и марганца в рационах имеют значения для биосинтеза и накопления витамина С в живом организме.

Большинство авторов признает положительную роль марганца в процессе кроветворения. Однако многие авторы считают, что действие марганца на процессы кроветворения неспецифичны и благоприятный эффект проявляется при употреблении марганца вместе с медью. Кроме того, марганец входит в состав эритроцитов. Вероятно, именно поэтому количество меди в крови практически равно количеству марганца.

В организме существует определенная связь между обменом марганца и меди, необходимая для процессов кроветворения. Марганец в соответствующих дозах влияет на усвоение организмом меди. Эти два микроэлемента выступают как синергисты: одновременный их прием ведет к значительному увеличению общего содержания меди и повышению ее концентрации в костном мозге (что подтверждается выявленными соотношениями). Нами были установлены определенные соотношения между этими микроэлементами и по данным наших исследований это соотношение составило в среднем 1:5,6.

А.О. Войнар (1963) отмечает синергизм марганца и меди, в их действии на процессы роста и развития живых организмов. Следовательно, действие марганца на рост и развитие животных может быть усиленно при совместных применениях его с медью.

Биологическая роль цинка двояка и не до конца выяснена. Цинк, это микроэлемент имеющий большой размах варьирования концентраций в особях одного и того же вида до нескольких порядков. Для этого элемента тип аккумуляции — безбарьерный. Такой размах определяется общей биогеохимической обстановкой. При этом зачастую даже происходит перекрывание видовых особенностей географическими (Ермаков, Ковальский,.

1974; Замана, Ермаков и др., 2001; Ковальский, 1974), а так же антропогенными (Кроль, 1988; Москалев, 1985; Оганесян, 1989). Однако видовые особенности аккумуляции цинка проявляются в любых биогеохимических условиях.

Как показали результаты наших исследований в организме верблюдов в условиях Астраханской области отмечено высокое содержание цинка от 9,2 до 308,3 мг/кг сухого вещества. На территории Астраханской области повышенное валовое количество этого микроэлемента в почве, по сравнению с другими регионами, по данным А. Н. Гундаревой (2006), оно составляет от 10 до 164 мг/кг сухого вещества и высокое содержание этого металла в растениях от 7 до 96 мг/кг сухого вещества.

По нашим данным содержание цинка в растениях — 19,7−72,1 мг/кг сухого вещества, а по данным В. В. Ковальского (1971, 1974) — 20−60 мг/кг.

Но если для других животных оно будет составлять приблизительно Си^п = 1:8, а для лошади 1:15, то для верблюда оно составляет 1:107,4, что говорит о том, что верблюду необходимо высокое содержание цинка в своем организме, а именно в крови, для поддержания ее (крови) нормального состояния.

Кроме этого они могут пить солонцеватую воду. Вероятно, что в процессе эволюции у них выработались определенные приспособительные реакции, которые позволяют организму выносить повышенные концентрации цинка в окружающей среде без вреда для здоровья и использовать их себе во благо. Так как уже было сказано выше, для верблюда характерно повышенное содержание цинка в крови и относительно него (цинка) низкое содержание меди Кроме этого, высокие концентрации цинка в почках животного, а так же и во всем организме, связано еще и с тем, что на территории Астраханской области, в почвах и растениях, по данным А. Н. Гундаревой (2006) в сравнении с другими прилегающими районами, содержится высокое количество цинка. Следовательно, животные, выращенные на территории Астраханской области и использующие в пищу растительность, выращенную так же в этой области, будут иметь в своем организме повышенное количество цинка, по сравнению с такими же животными, но выращенными в других биогеохимических провинциях. Но в этом случае нельзя говорить об интоксикации организма. Во-первых, хоть концентрация цинка в растениях и была высокой, но находилась она в пределах нормы. Во-вторых, исследованные животные были здоровы, и не наблюдалось никаких отклонений в организме животных.

Влияние цинка связано с деятельностью желез внутренней секреции. Отсюда становится понятным избирательное его накопление в печени, с функциями которой он имеет тесную связь.

Понятие биогеохимической энергии как работы, совершаемой отдельным организмом или их совокупностью по аккумулированию, метаболизму (преобразованию) и рассеиванию химических элементов, остается недостаточно разработанным и в настоящее время. Исследователи продолжают при оценке роли организмов в миграции химических элементов использовать коэффициенты их перехода из системы в систему, коэффициенты захвата и потоки, что явно недостаточно.

Давно установлено, что цинк — обязательная составная часть фермента карбоангидразы. Этот фермент ускоряет выделение углекислого газа в легких. Кроме того, карбоангидраза помогает превратить часть ССЬ в ион НСОз, играющий важную роль в обмене веществ. Вероятно, именно этим объясняется нахождение цинка в легких и головном мозге верблюда.

При оптимальном содержании микроэлементов в пищевых рационах организм проявляет большую сопротивляемость болезням. С помощью подкормок микроэлементами удается не только повысить продуктивность животных, но и предупредить возникновение заболеваний, связанных с недостатком микроэлементов, резко снизить падеж скота от инфекционных заболеваний. Для этого очень важно соблюдать соотношение микроэлементов в пищевом рационе животных.