Структурно-метаболические нарушения в эритроцитах и возможность их коррекции при бронхопневмонии у телят

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структурно-метаболические нарушения в эритроцитах и возможность их коррекции при бронхопневмонии у телят

В.М. Аксенова, Н.Б.Никулина

Оценивали структурно-метаболический статус эритроцитов (физико-химические свойства мембран эритроцитов, интенсивность перекисного окисления липидов, состояние антиоксидантной системы и концентрацию веществ средней и низкой молекулярной массы) у телят черно-пестрой породы при бронхопневмонии разной степени тяжести. Установлено повышение показателя минимальной осмотической резистентности эритроцитов, сорбционной способности эритроцитов и доли эритроцитов, более устойчивых к лизирующему действию HCl, содержания малонового диальдегида и активности каталазы при одновременном снижении общей антиоксидантной активности и концентрации пептидных соединений со средней и низкой молекулярной массой. При более тяжелом течении заболевания выраженность эндотоксикоза подтверждалась большим дисбалансом между интенсивностью перекисного окисления липидов и функциональной антиоксидантной активностью.

Ключевые слова: крупный рогатый скот, черно-пестрая порода, респираторные заболевания молодняка, бронхопневмония телят, эритроциты, мембраны эритроцитов, сорбционная способность эритроцитов, ССЭ, перекисное окисление липидов, ПОЛ, антиоксидантная активность, АОА, вещества средней и низкой молекулярной массы, ВСНММ, активность каталазы, малоновый диальдегид, МДА.

Structural and metabolic disturbances in erythrocytes and possibility for their correction in calves during bronchopneumonia

V.M. Aksenova, N.B. Nikulina

In calves of the Black-and-White breed diseased by bronchopneumonia in various degrees the authors evaluated the osmotic resistance and the sorption ability in erythrocytes, their tolerance to HCl, the intensity of lipids peroxidation, the state of antioxidant system and the content of substances with medium and low molecular mass before the treatment and in connection with the scheme of treatment (traditional therapy and additional application of extract from medicinal herbs). The great disbalance between the intensity of lipids peroxidation and total antioxidant activity in erythrocytes was observed during more serious bronchopneumonia with strongly pronounced endotoxicosis.

Респираторные заболевания молодняка крупного рогатого скота, которые широко распространены в хозяйствах Пермской области, являются наиболее острой практической и теоретической проблемой в ветеринарии. Известно, что физиологическое состояние здорового дыхательного тракта поддерживается неспецифическими и специфическими механизмами защиты (1). Изменение функционирования одного или нескольких звеньев вследствие влияния простудного фактора, несоблюдение зоогигиенических условий содержания, технологий получения и выращивания молодняка может привести к возникновению бронхопневмонии. При этом происходит общее снижение эффективности защитных механизмов в организме телят, возникают гемодинамические расстройства, в легких создаются условия для развития условно-патогенной микрофлоры и воспалительного процесса, что, в свою очередь, вызывает изменение функций нейроэндокринной системы, реактивности гемопоэза костного мозга и иммунитета (2-4).

Показано, что при воспалении легких под воздействием токсического, инфекционного и гипоксического факторов интенсифици-руется свободнорадикальное окисление липидов в мембране клеток, активируются фосфолипазы, снижается активность антиоксидантной защиты (АОЗ), вследствие чего происходят структурно-функциональные изменения различных клеток, в том числе эритроцитов. Эритроциты обладают системой защиты от свободных радикалов и эндогенных активных форм кислорода, однако при активизации свободнорадикального окисления в тканях могут значительно повреждаться.

Известно, что в эритроцитах человека и животных постоянно и с достаточно высокой скоростью происходит перекисное окисле-ние липидов (ПОЛ) (2). Накопление продуктов ПОЛ в тканях организма при бронхопневмонии позволяет судить о развитии эндотоксемии, которая также может быть определена по содержанию веществ средней и низкой молекулярной массы (ВСНММ).

Наряду с микробными токсинами интоксикацию вызывают продукты воспаления и тканевого катаболизма. Даже незначительное отклонение содержания этих продуктов от нормы может сказаться на развитии организма (5, 6). В этой связи раннее выявление эндоген-ной интоксикации приобретает первостепенное значение.

Целью настоящей работы явилось изучение структурно-мета-болического состояния эритроцитов и степени эндогенной интокси-кации, а также патогенетическое обоснование возможности их коррекции при бронхопневмонии телят.

Методика. На базе двух хозяйств Пермской области были обследованы одномесячные телята черно-пестрой породы массой 50-60 кг с клиническими признаками бронхопневмонии средней и тяжелой степени. В лечении телят первой опытной группы (15 гол., совхоз «Мотовилихинский») практиковалась принятая в хозяйстве традиционная схема лечения (внутримышечное введение бицилина-3 в дозе 600 тыс. ЕД 1 раз в 3 сут, витамин В6 по 2 мл 5 % раствора ежедневно). Животным второй опытной группы (5 гол., ЗАО «Прогресс») тра-диционную терапию дополнили применением лекарственных растений в виде настоя 3 раза в сутки (багульник болотный по 50 мл, мать-и-мачеха обыкновенная по 300 мл, первоцвет весенний по 100 мл). Лекарственные травы собирали в Нытвенском районе Пермской области, настои готовили 1 раз в сутки согласно рекомендациям Т.А. Гончаровой (7). Контролем служили клинически здоровые особи -- аналоги по возрасту. В опыте клиническое исследование животных проводили до выздоровления 1 раз в сутки.

Число эритроцитов и содержание гемоглобина в крови определяли общепринятыми методами. Функциональное состояние мем-бран эритроцитов исследовали по их осмотической и кислотной резистентности (8, 9), а также способности эритроцитов сорбировать метиленовый синий (10, 11). О состоянии ПОЛ-АОЗ в эритроцитах судили по содержанию малонового диальдегида (МДА) (12), общей антиоксидантной активности (АОА) (13), активности каталазы (14). Исследование ВСНММ в эритроцитах проводили скрининговым методом согласно рекомендациям М.Я. Малаховой (6). Данные обрабатывали статистически с использованием критерия Стьюдента.

Результаты. Было выявлено достоверное снижение числа эритроцитов и количества гемоглобина в крови телят с тяжелой степе-нью бронхопневмонии; у остальных животных наблюдали лишь тенденцию к уменьшению изученных показателей.

Известно, что развитие патологического процесса связано с нарушением метаболизма клетки, изменением структурной и барьер-ной функций мембраны. У телят контрольной группы минимальная осмотическая резистентность (наименьшее разрушение эритроцитов) наблюдалась при концентрации NaCl 0,85-0,75 %, максимальная -- при 0,55-0,40 %. У животных, больных бронхопневмонией, показа-тель минимальной резистентности эритроцитов увеличивался (в среднем на 51,5 % по сравнению с контролем), максимальной осмотиче-ской резистентности -- сохранялся. Кроме того, у молодняка при развитии заболевания качественно изменялся состав красной крови -- на эритрограмме пик наибольшего лизиса эритроцитов смещался вправо. У контрольных животных максимальный гемолиз клеток крас-ной крови при действии 2 мМ HCl наблюдали на 4-й мин, у больных (в 70 % случаев) -- на 5-й мин. У животных при бронхопневмонии время максимального гемолиза эритроцитов увеличивалось в среднем на 13,3 % по сравнению с молодняком контрольной группы и со-ставило соответственно 4,7 и 4,1 мин; в то же время возросло число эритроцитов с повышенной устойчивостью к HCl. Это позволяет предположить, что у молодняка при бронхопневмонии для поддержания гомеостаза из костного мозга в кровь поступает большее число эритроцитов с высокой степенью устойчивости.

Сорбционная способность эритроцитов (ССЭ) у больных телят в начале заболевания составляла 42,0?2,9; у контрольных живот-ных -- 34,7?1,8 %. Следовательно, при бронхопневмонии повышалась способность эритроцитов сорбировать метиленовый синий в сред-нем на 21 % по сравнению с контролем. Полученные данные свидетельствует об увеличении мембранной проницаемости эритроцитов, например вследствие активации свободнорадикального окисления с образованием внутри- и межмембранных «сшивок», вызывающих деформацию клеточной мембраны.

Рис. 1. Содержание малонового диальдегида (МДА) (А) и общая антиоксидантная актив-ность (АОА) (Б) в эритроцитах телят черно-пестрой породы при бронхопневмонии (до и после лечения): 1 -- контрольные животные, 2 и 3 -- телята с бронхопневмонией средней степени тяжести и тяжелой формой бронхопневмонии до лечения, 4 и 5 -- животные после традиционного лечения и дополнительного применения настоев лекарственных растений

бронхопневмония метаболический респираторный

При изучении интенсивности процессов ПОЛ нами установлено, что в начальной стадии болезни у всех обследованных телят в эритроцитах повышалось содержание МДА в среднем на 14,9 % по сравнению с контролем (рис. 1). В то же время у 11 % телят с тяжелой формой заболевания отмечали увеличение содержания МДА в 1,5-2 раза, что сопровождалось резким ухудшением состояния животных. Накопление вторичного продукта переокисления фосфолипидов свидетельствует об ускорении образования активных форм кислорода или связано с нарушением ферментативных механизмов АОЗ.

Рис. 2. Активность каталазы (АК) в эритроцитах телят черно-пестрой породы при бронхопневмонии (до и после лечения): 1 -- контрольные животные, 2 -- больные бронхопневмонией телята до лечения, 3 и 4 -- соответственно животные после лечения традиционным способом и дополнительного применения настоев лекарственных растений

В начале заболевания было обнаружено уменьшение общей АОА эритроцитов у всех больных бронхопневмонией животных (в среднем на 17,7 % по сравнению с контрольными). В то же время активность каталазы в эритроцитах увеличивалась в среднем лишь на 7,4 % (см. рис. 1, 2), что, возможно, связано с компенсаторной реакцией, направленной на сохранение исходной концентрации перекиси водорода (H2O2) и защиту от нее клеточных структур. Вероятно, снижение общей АОА обусловлено уменьшением активности других ферментов АОЗ, а также изменениями в неферментативном звене антиоксидантной системы, например нарушением метаболизма витами-нов.

Ранее нами и другими авторами было показано, что при бронхопневмонии возрастает количество первичных и вторичных продуктов ПОЛ в легких и плазме животных и угнетается активность ферментов АОЗ (15-17).

Cпектрограммы УФ-поглощающих ВСНММ в эритроцитах у здоровых и больных телят имели куполообразную форму (экстинкция в области 238-280 нм с максимумом 254 нм) (рис. 3). При длине волны 238 нм спектрограммы эритроцитов контрольных и больных бронхопневмонией животных имели сопряжения с осью абсцисс (нулевые значения оптической плотности). Возможно, при указанной длине волны должны регистрироваться вещества, концентрация которых ниже порога чувствительности метода. У телят с бронхопневмо-нией средней тяжести на 2-е сут заболевания содержание средне- и низкомолекулярных пептидов в эритроцитах уменьшалось. Наиболь-шее снижение было отмечено при длине волны 254 нм и составило в среднем 64 %. Содержание веществ, определяемых при длинах волн 260 и 280 нм, уменьшалось в среднем соответственно на 31 и 56 %. У телят с более тяжелым течением заболевания падение количества ВСНММ в эритроцитах было более резким по сравнению с контрольными животными. Содержание ВСНММ в эритроцитах коррелировало с состоянием животных (средняя или тяжелая форма заболевания). При тяжелой форме из-за существенных изменений лабораторных и клинических показателей лечение телят было малоэффективным.

Рис. 3. Оценка количества средне- и низкомолекулярных пептидов (ВСНММ) в эритроци-тах контрольных и больных бронхопневмонией телят черно-пестрой породы до лечения (по спектру поглощения): 1 -- контрольные животные; 2 и 3 -- телята соответственно с заболеванием средней степени тяжести и тяжелой формой

бронхопневмония метаболический респираторный

Анализ изменений исследуемых параметров указывал не только на нарушение физико-химических свойств мембран эритроцитов при бронхопневмонии, но также на снижение активности процессов естественной детоксикации. Степень выраженности эндотоксикоза подтверждалась интенсивностью ПОЛ с накоплением токсического продукта и подавлением АОА, а также изменением соотношения фракций ВСНММ. Ранее нами было показано увеличение концентрации среднемолекулярных пептидов в плазме телят, больных бронхопневмонией (18).

После традиционной терапии у больных животных основные клинические симптомы исчезали лишь на 15-16-е сут. Положительный эффект характеризовался скоростью обратного развития основных симптомов (уменьшение температуры тела, частоты пульса и дыхания). В то же время только у 80 % животных из группы наблюдалось снижение содержания МДА и активности каталазы в эритроцитах (см. рис. 1, 2). При этом ССЭ и общая АОА в красных клетках крови уменьшалась до уровня контроля.

Эффективность сочетания лечебных препаратов и настоев лекарственных растений при тяжелой форме бронхопневмонии была подтверждена нормализацией ССЭ, содержания МДА, общей АОА и активности каталазы в эритроцитах до значений у интактных животных; физиологические параметры восстанавливались быстрее -- на 9-10-е сут, характерные симптомы заболевания исчезали на 12-13-е сут.

В начале исследования и через 1 мес проводили контрольное взвешивание всех подопытных животных. Установлено, что средне-суточный прирост живой массы у телят при традиционной схеме лечения и комбинированной терапии был ниже соответственно на 14,3 и 7,1 % по сравнению с контрольными животными.

Иными словами, использование настоев лекарственных трав, обладающих противовоспалительным, отхаркивающим, бронхолитическим и, вероятно, антиокисидантным действием, не только дает клинический эффект, но и способствует восстановлению структуры и функции мембран эритроцитов, а также активизации общей антиоксидантной защиты.

Таким образом, в патогенезе бронхопневмонии телят важную роль играет функциональная неполноценность эритроцитов, приво-дящая к усилению гипоксического состояния и усугублению основного патологического процесса. Установлено повышение показателя минимальной осмотической резистентности эритроцитов, сорбционной способности эритроцитов (ССЭ) и доли эритроцитов, более устойчивых к лизирующему действию HCl, содержания малонового диальдегида (МДА) и активности каталазы при одновременном снижении общей антиоксидантной активности (АОА) и концентрации веществ средней и низкой молекулярной массы (ВСНММ). При более тяжелом течении заболевания выраженность эндотоксикоза подтверждалась большим дисбалансом между интенсивностью ПОЛ и функциональной АОА.

При разработке патогенетически обоснованных способов коррекции метаболических сдвигов у животных для оценки тяжести заболевания следует учитывать содержание ВСНММ, интенсивность ПОЛ и состояние антиоксидантной системы. Полученные результаты свидетельствует о необходимости использования в лечебных схемах лекарственных растений, а также антиоксидантов и деинтоксикационных препаратов.

Литература

бронхопневмония метаболический респираторный

1.Великая О.В., Провоторов В.М. Острые и хронические бронхолегочные заболевания у больных с хронической HBV-инфекцией. Клиническая медицина, 2005, 7: 11-15.

2.Гаврилов О.К., Козинец Г.И., Черняк Н.Б. Клетки костного мозга и периферической крови. М., 1985.

3.Самойлов М.В., Мишнев О.Д., Кудрявцев Ю.В. и др. Морфофункциональная характеристика эритроцитов при экстракорпоральной эфферентной детоксикации. Клин. лаб. диагност., 2002, 8: 19-23.

4.Черницкий Е.А., Воробей А.В. Структура и функции эритроцитарных мембран. Минск, 1981.

5.Габриэлян Н.И., Левицкий Э.Р., Дмитриев А.А. Скрининговый метод определения средних молекул в биологических жидкостях. Метод. реком. М., 1985.

6.Малахова М.Я. Метод регистрации эндогенной интоксикации. СПб, 1995.

7.Гончарова Т.А. Энциклопедия лекарственных растений. М., 1997

8.Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике. М., 1987.

9.Прокопьева В.Д., Бохан Н.А., Джонсон П. и др. Влияние карнозина и его N-ацетильного производного на стабильность эритроцитов больных алкоголизмом в состоянии абстиненции. Вопр. мед. хим., 1998, 5: 474-478.

10.Старкова А.В., Аксенова В.М., Егорова А.И. Модифицированная методика определения ССЭ. Удостоверение на рац. предложение №№ 1731 от 08.04.1994. ПГМИ, 1994.

11.Тогайбаев А.А., Кургузкин А.В., Рикун И.В. и др. Способ диагностики эндогенной интоксикации. Лаб. дело, 1988, 9: 22-24.

12.Стальная И.Д., Гаришвили Т.Т. Современные методы в биохимии. М., 1977.

13.Клебанов Г.И., Бабенкова И.В., Теселкин Ю.О. Оценка антиокислительной активности плазмы крови с применением желточных липопротеидов. Лаб. дело, 1988, 5: 59-62.

14.Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и др. Метод определения активности каталазы. Лаб. дело, 1988, 1: 16-19.

15.Степаненко М.В., Фархутдинов Р.Р. Свободнорадикальное окисление крови у телят при бронхите и возможность его коррекции. В сб.: Современные вопросы ветеринарной медицины и биологии. Уфа, 2001: 283-285.

16.Сухов Н.М. Влияние перекисного окисления липидов на сурфактант легких свиней при стрессе, пневмонии и его ограничение антиоксидантами. В сб.: Мат. Междунар. научн.-практ. конф. «Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях». Воронеж, 2002: 559-561.

17.Аксенова В.М., Никулина Н.Б. Уровень среднемолекулярных пептидов у телят при бронхопневмонии. В сб.: Мат. Междунар. научн.-произв. конф. по актуальным проблемам АПК. Казань, 2003: 3-5.

18.Никулина Н.Б., Аксенова В.М. Состояние свободнорадикального окисления липидов в эритроцитах и плазме телят, больных бронхопневмонией, до и после лечения. В сб. науч. тр. 1-й Междунар. конф. «Современные вопросы ветеринарной медицины и биологии». Уфа, 2000: 177.

Размещено на Allbest.ru