Биологическая роль тиамина и проявление авитаминоза В1 у овец
Исследование биохимических показателей крови овец при цереброкортикальном некрозе, индуцированном введением пиритиамина и окситиамина. Тиаминдифосфат - химическое вещество, которое катализирует неокислительное декарбоксилирование и синтез ацеллоинов.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 24.11.2020 |
Размер файла | 16,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Биологическая роль тиамина и проявление авитаминоза В1 у овец
М.Ф. Васильев, В.Д. Раднатаров
Оценивали клинические симптомы, биохимические показатели крови и тканей головного мозга у здоровых овец и при авитаминозе B1, индуцированном введением пиритиамина и окситиамина, а также у животных, спонтанно заболевших цереброкортикальным некрозом.
BIOLOGICAL ROLE OF THIAMINE AND AVITAMINOSIS B1 MANIFESTATION IN SHEEPS. M.F. Vasil'ev, V.D. Radnatarov. The authors determined the clinical symptoms, biochemical indices of blood and tissues of brain in healthy sheeps and during avitaminosis B1, induced by pirithiamin and oxithiamine injection, and also in animals at the spontaneuos cerebrocortical necrosis. The equal specific biochemical manifestations of avitaminosis were revealed during pirithiamine injection in animals with cerebrocortical necrosis. The oxithiamine application result in similar changes in biochemical content of sheep's blood, but don't affect the central nervous system. The treatment of animals with cerebrocortical necrosis by means of cocarboxylase, sodium adenosine triphosphate, lipoic and glutamic acids promote to clinical recovery and normalization of biochemical content of blood after 1 week of therapy.
В регуляции метаболизма животных особое место отводится эфирам тиамина с фосфорной кислотой, в частности тиаминдифосфату (ТДФ), являющемуся коферментной формой витамина B1. Тиаминдифосфат катализирует неокислительное и окислительное декарбоксилирование -кетокислот и синтез ацеллоинов, образование и расщепление -оксикетонов и дикетонов (1). Показано, что при недостатке ферментов, содержащих ТДФ (дегидрогеназы пировиноградной, -кетоглутаровой, -окси--кетоглутаровой кислот, транскетолазы и др.), у животных происходит изменение ферментативных реакций, что сопровождается нарушениями обмена веществ (2-5).
Существует мнение о том, что у жвачных животных потребность в витамине B1 обеспечивается микрофлорой рубца и кишечника, а также за счет биосинтеза в других органах и тканях (6, 7). Однако с 1956 года в разных странах мира у жвачных зарегистрировано заболевание, связанное с дефицитом тиамина и клинически проявляющееся в поражении центральной нервной системы (ЦНС), которое в США называют полиоэнцефаломаляция, а в Европе -- цереброкортикальный некроз (ЦКН) (8).
Этиология этого заболевания до настоящего времени не выяснена. Одним из факторов, способствующих возникновению В1-авитаминоза, считают воздействие экзогенной и эндогенной тиаминазы (9). К недостатку витамина В1 могут также приводить потребление рационов, богатых углеводами, отравление четыреххлористым углеродом, нитратами, мочевиной и серой (10-12). Для лечения больных животных в большинстве случаев используют как пероральное, так и парентеральное внесение тиамина (13).
В связи с вышеизложенным в задачу наших исследований входило следующее: воспроизвести авитаминоз B1 у овец на основе двух антиметаболитов тиамина (пиритиамина и окситиамина); с помощью клинических, биохимических и патоморфологических методов выявить возникающие при этом нарушения; провести аналогичные исследования при спонтанном возникновении ЦКН и оценить те же показатели в динамике при лечении животных.
Методика. Для экспериментального воспроизведения авитаминоза B1 (цереброкортикального некроза) в учхозе «Байкал» (Бурятская ГСХА) было отобрано две группы валухов по 15 гол. в каждой, живая масса которых составляла 20-24 кг. Овцам I и II групп ежесуточно в течение 7 сут подкожно вводили соответственно пиритиамин (легко проникает через гематоэнцефалический барьер и избирательно накапливается в тканях ЦНС) и окситиамин (не проникает через гематоэнцефалический барьер) в дозе соответственно 10 и 25 мг/кг живой массы. Для обследования овец, спонтанно заболевших ЦКН, в сельскохозяйственном производственном кооперативе «Гигант» (Бурятия) по принципу аналогов было отобрано 15 больных, а для сопоставления полученных результатов -- 10 клинически здоровых животных. Больным овцам внутримышечно вводили кокарбоксилазу и 1 % раствор натрия аденазинтрифосфата (АТФ) в дозе соответственно 10 мг/кг живой массы 2 раза в сутки в течение 7 сут и 1 мл ежесуточно в течение 10 сут. Дополнительно животные перорально получали липоевую и глутаминовую кислоты в дозе 25 мг и 0,5 г соответственно 3 и 2 раза в сутки в течение 10 сут. При индукции авитаминоза кровь для анализа отбирали до введения антивитаминов и после проявления симптомов болезни; при спонтанном возникновении ЦКН -- до лечения и через 2, 7, 14 сут после начала лечения. В сыворотке крови кислотную емкость определяли по Вельтману и Климешу в модификации Раевского (14); концентрацию тиамина и его производных -- по Елисеевой в модификации Строгановой и Крюковой (15); пировиноградной кислоты -- по Умбрайту в модификации Бабаскина (16); глюкозы -- на программируемом фотометре «Флюорат-02-АБФФ»; активность транскетолазы и ТДФ-эффект -- по Брунсу в модификации Изотовой (17). В тканях мозга, полученных от павших и вынужденно убитых животных, оценивали содержание тиамина и его производных, а также проводили гистологические исследования.
Результаты. Через 5-7 сут после введения пиритиамина температура тела овец была в пределах нормы, ритм сокращений сердца замедлялся до 61,30,87 ударов в 1 мин (брадикардия), рубца -- до 1,5 за 2 мин, частота дыхания составляла 38,81,11 движений в 1 мин, у некоторых животных наблюдалось отсутствие аппетита, повышенная саливация, диарея.
Нарушение деятельности нервной системы проявлялось в частом моргании, подергивании ушами, судорожном сокращении мышц конечностей. В дальнейшем больные животные начинали ходить по кругу, у них развивалась атаксия, потеря зрения. В период комы мышцы конечностей судорожно сокращались, а голова находилась в состоянии эпистотонуса.
После введения окситиамина брадикардия отсутствовала, частота дыхания достигала 37,02,30 движений в 1 мин, сокращений рубца -- 1,70,29 за 2 мин. Больные животные теряли аппетит, были несколько угнетены, иногда упирались носом в твердые предметы, нарушения со стороны нервной системы отсутствовали, в отдельных случаях выявлена диарея.
При введении как пиритиамина, так и окситиамина все биохимические показатели крови, отражающие состояние углеводного и В1-витаминного обмена овец, достоверно снижались, за исключением концентрации пировиноградной кислоты и ТДФ-эффекта, которые, наоборот, возрастали (табл. 1). Следует отметить, что пиритиамин оказывал более выраженное негативное влияние на концентрацию глюкозы и ТДФ, тогда как под влиянием окситиамина в большей степени снижалась активность транскетолазы и повышался ТДФ-эффект.
ацеллоин биохимический цереброкортикальный некроз
Табл. 1. Биохимические показатели крови овец при цереброкортикальном некрозе, индуцированном введением пиритиамина и окситиамина
Показатель |
Здоровые животные |
I группа |
II группа |
|
Кислотная емкость, ммоль/л |
123,02,27 |
80,12,74* |
70,32,51** |
|
Концентрация, мкмоль/л: |
||||
пировиноградной кислоты |
92,03,17 |
321,07,87** |
383,07,06** |
|
тиамина общего |
0,450,03 |
0,180,02* |
0,170,02* |
|
тиамина свободного |
0,170,01 |
0,080,01* |
0,100,01* |
|
тиаминдифосфата |
0,300,01 |
0,120,01** |
0,220,02 |
|
Концентрация глюкозы, ммоль/л |
2,230,06 |
1,330,07** |
1,700,05 |
|
Активность транскетолазы, мкМС-7-Ф/с.л. |
2,480,02 |
1,830,06* |
1,190,02** |
|
ТДФ-эффект, % |
22,501,64 |
63,02,23** |
77,53,00** |
|
* Р < 0,05; ** Р < 0,01 (по сравнению со здоровыми животными). П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика»; мкМС-7-Ф/с.л. -- мкмоль седогептулазо-7-фосфата за 1 с на 1 л цельной крови. |
При индуцированном авитаминозе B1 содержание тиамина и его производных в тканях головного мозга больных овец было ниже, чем у здоровых. При ЦКН, вызванном введением пиритиамина, содержание в тканях мозга общего тиамина достоверно уменьшалось с 0,310,02 до 0,050,01; свободного тиамина -- с 0,170,02 до 0,040,01; ТДФ -- с 0,190,02 до 0,030,01 мкмоль/кг (Р < 0,01); при использовании окситиамина -- соответственно с 0,310,02 до 0,220,02 (Р < 0,01); с 0,170,02 до 0,090,02 и с 0,190,02 до 0,140,02 мкмоль/кг (Р > 0,05).
Данные гистологических исследований свидетельствуют о том, что при ЦКН, индуцированном пиритиамином, основные изменения происходят в коре больших полушарий. На пораженных участках тканей головного мозга выявлены очаговые некрозы, которые в некоторых местах были представлены зонами сухого (коагуляционного) некроза, характеризующегося пикнозом, рексисом и лизисом клеточных элементов. На границе участков, подвергшихся некрозу, какая-либо реакция тканей отсутствовала, что свидетельствует об ареактивной форме некроза. На других участках вокруг очаговых некрозов наблюдалась значительная пролиферация эозинофильных клеток; по периферии эозинофильной зоны в некоторых местах -- пролиферация лимфоидных клеток, в центре некротизированных зон -- колликвация (разжижение) некротизированной ткани. Кроме того, пораженные участки характеризовались пролиферацией лимфоидных клеток как вокруг (лимфоидные муфты), так и вне кровеносных сосудов. Наряду с этим выявлено расширение и переполнение кровеносных сосудов кровью. Следовательно, в этом случае морфологические изменения в тканях мозга овец проявлялись в виде дистрофических, некробиотических и некротических процессов. У животных, которым в качестве антиметаболита тиамина вводили окситиамин, отмечено характерное для авитаминоза B1 изменение биохимического состава крови, однако морфологических признаков повреждения коры головного мозга не обнаружено.
У овец, спонтанно заболевших ЦКН, клинические признаки были такими же, как и при авитаминозе B1, вызванном введением пиритиамина, но отличались большим разнообразием нервных проявлений, так как мы оценивали животных на разных стадиях развития болезни.
Биохимические показатели сыворотки крови больных ЦКН овец были достоверно ниже, чем здоровых (Р < 0,01-0,001) (табл. 2). Применение для лечения кокарбоксилазы, АТФ, липоевой и глутаминовой кислот способствовало исчезновению клинических признаков поражения ЦНС (кроме слепоты) через 2-3 сут после начала терапии, а остальных симптомов -- в среднем через 6-7 сут.
Табл. 2. Биохимические показатели крови овец, спонтанно заболевших цереброкортикальным некрозом (до и после лечения)
Показатель |
Клинически здоровые животные |
До лечения |
Сутки после начала лечения |
|||
2-е |
7-е |
14-е |
||||
Кислотная емкость, ммоль/л |
123,08,10 |
94,32,76* |
98,73,84 |
116,03,72*** |
123,01,95*** |
|
Концентрация, мкмоль/л: |
||||||
пировиноградной кислоты |
120,05,77 |
400,014,0*** |
114,05,98*** |
92,03,40*** |
86,03,78*** |
|
тиамина общего |
0,420,02 |
0,140,01* |
0,380,01*** |
0,440,02*** |
0,430,01*** |
|
тиамина свободного |
0,200,08 |
0,080,02 |
0,130,01** |
0,190,02*** |
0,22±0,02*** |
|
тиаминдифосфата |
0,270,02 |
0,100,02 |
0,280,01*** |
0,320,01*** |
0,290,01*** |
|
Концентрация глюкозы, ммоль/л |
2,600,15 |
1,450,07* |
2,150,10** |
2,680,15*** |
2,630,11*** |
|
Активность транскетолазы, мкМС-7-Ф/с.л. |
2,480,11 |
1,120,06* |
1,950,13*** |
2,510,14*** |
2,560,15*** |
|
ТДФ-эффект, % |
19,01,44 |
86,32,21* |
21,0±1,05*** |
18,80,97*** |
0,201,11*** |
|
* Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001 (сравнивали больных животных до и после лечения, а также со здоровыми особями). П р и м е ч а н и е: мкМС-7-Ф/с.л. -- мкмоль седогептулазо-7-фосфата за 1 с на 1 л цельной крови. |
Наряду с улучшением клинического состояния больных овец при лечении нормализовался и биохимический состав крови. Так, концентрация пировиноградной кислоты и ТДФ возвращалась к норме уже через 2 сут, а активность транскетолазы и ТДФ-эффект -- через 1 нед после начала терапии; концентрация глюкозы увеличивалась через 2 сут с 1,450,07 до 2,150,10, а через 1 нед -- до 2,680,15 ммоль/л; общего тиамина -- с 0,140,01 (в начале опыта) до 0,440,02 мкмоль/л (через 7 сут после начала лечения). Аналогичные изменения были отмечены и по концентрации свободного тиамина. Кислотная емкость сыворотки крови к концу опыта не отличалась от таковой здоровых животных.
У овец, спонтанно заболевших ЦКН, содержание в тканях мозга общего тиамина достоверно уменьшалось с 0,250,02 до 0,090,01; свободного тиамина -- с 0,130,02 до 0,070,02; ТДФ -- с 0,140,02 до 0,040,01 мкмоль/кг (Р < 0,01) (по сравнению со здоровыми животными). Через 2 нед после начала лечения эти показатели увеличивались соответственно до 0,300,02; 0,140,02; 0,210,02 мкмоль/кг. Следует отметить, что содержание ТДФ в тканях мозга животных после лечения было несколько выше, чем у здоровых животных.
Таким образом, при авитаминозе B1, индуцированном введением как пиритиамина, так и окситиамина отмечено характерное для этой патологии изменение биохимических показателей крови. При использовании пиритиамина выявлены такие же клинические и морфологические признаки поражения центральной нервной системы, как у спонтанно заболевших животных, которые отсутствуют в случае применения окситиамина. Комплексное лечение животных, спонтанно заболевших цереброкортикальным некрозом, кокарбоксилазой, 1 % раствором натрия аденозинтрифосфата, липоевой и глутаминовой кислотами способствует клиническому выздоровлению и нормализации биохимического состава крови через 1 нед после начала терапии.
Литература
Островский Ю.М. Экспериментальная витаминология. Минск, 1979.
Холод В.М., Ермолаев Г.Ф. Справочник по ветеринарной биохимии. Минск, 1988.
Букин В.Н. Биохимия витаминов. М., 1982.
Изотова С.П., Петрова Г.Г., Черкашина Е.Ю. Диагностическое значение определения активности транскетолазы и ТДФ-эффекта в крови при скрытых формах недостаточности тиамина у пушных зверей. В кн.: Методические подходы к изучению физиологии пушных зверей. Петрозаводск, 1987: 66-72.
Емелина Н.Т. Витамины в кормлении сельскохозяйственных животных и птиц. М., 1970.
Пивняк И.Г., Тараканов Б.В. Микробиология пищеварения жвачных. М., 1982.
Mc Dowell L.R. Diskussion of importance of vitamins ruminant diets. Jeedstuffs, 1984, 56, 51: 57-60.
Дженсен Р., Маккей Д. Болезни крупного рогатого скота при промышленном откорме. М., 1977: 298-303.
Haven R., Daniel R.., Calduell P.D. e.a. Role of predominant rumen bacteria in the cause of polioencephalomalacia in cattle. Res. Vet. Sci., 1983, 20: 1454-1459.
Mella C., Dyson D. Induction of bovine polioencephalomalacia with a feeding system based in molasses and urea. Canad. J. Cоmр. Med., 1976, 40, 1: 104-110.
Кондратьев B.C., Иванова Л.Н. Витаминный статус овец при остром нитратотоксикозе и после витаминотерапии. В сб.: Фармакологические и токсикологические аспекты применения лекарственных веществ в животноводстве. M., 1992: 32-34.
Niles G.A., Morgan S.E., Edwards W.S. Research rep. Oklahoma agr. Experiment. Station, 2000: 55-60.
Zrunek A. La necrose du cortex cerebllat des ruminants. Rec. Med. Vet., 1997, 152: 443-450.
Кондратьев В.С. Методическое пособие по лабораторному исследованию крови у животных. Л., 1972.
Строганова Л.А., Крюкова Н.А. К методике определения тиамина в малых количествах крови флуорометром ЭФ-3. Лабораторное дело, 1962, 1: 26-31.
Бабаскин П.М. Метод определения пировиноградной кислоты в крови. Лабораторное дело, 1976, 8: 497.
Изотова С.П. Диагностическое определение активности транскетолазы и ТДФ-эффекта в крови при скрытых формах недостаточности тиамина у пушных зверей. Петрозаводск, 1987: 72-86.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Химическое и физическое строение Витамина К. Биологическая роль Витамина К. Введение витамина в синтетической форме. Распространение витамина в природе. Участие витамина К в биосинтезе других ферментов в печени, участвующих в процессе свертывания крови.
презентация [318,5 K], добавлен 12.10.2014Строение и биологическая роль гормонов поджелудочной железы. Характеристика фермента липоксигеназой, который катализирует прогоркание жиров. Церамид, липидный двойной слой, текучесть мембраны, рецептор гликолипид. Реакция превращения глюкозы в этанол.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 05.01.2013Основные функции крови. Структурно-функциональная организация крови. Межклеточное вещество (плазма), форменные элементы крови (клетки). Гранулярные и агранулярные лейкоциты, постклеточные структуры. Эритроциты и тромбоциты, стволовые клетки крови.
контрольная работа [2,9 M], добавлен 06.02.2011Строение поперечно-полосатой мышечной ткани. Исследование особенностей развития мышц. Энергообеспечение мышечного сокращения. Подготовка к сдаче анализов крови. Специфические изменения в метаболизме спортсменов в ответ на стандартную физическую нагрузку.
презентация [7,5 M], добавлен 27.03.2016Витамины как один из факторов питания человека. Биологическая роль витаминов. Номенклатура и классификация витаминов. Понятие рекомендуемой суточной нормы. Понятие гипо-, гипер- и авитаминоза. Характеристика жирорастворимых и водорастворимых витаминов.
реферат [56,9 K], добавлен 27.05.2015Роль минералов в организме. Характеристика важнейших минеральных элементов. Последствия хронического недостатка, симптомы избытка кальция как нарушение обмена. Роль натрия в обмене веществ, участие ряда элементов в функционировании всех систем организма.
презентация [9,0 M], добавлен 26.11.2010Рыбоводно-биологическая характеристика объектов исследования. Характеристика оз. Виштынецкого Функции крови в организме рыб. Органы, участвующие в процессе кроветворения. Состав, свойства крови и причины изменения ее состава. Форменные элементы крови.
магистерская работа [506,4 K], добавлен 12.05.2009Особенности развития, строения, химического состава, обмена веществ и функций эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Существующие типы гемоглобина. Токсичные формы кислорода в крови человека. Основные составляющие антиоксидантной системы организма.
презентация [202,4 K], добавлен 18.05.2015География распределения групп крови и отрицательного резус-фактора. Изучение групп крови народов Земли. Исследование популяционного родства. Качества характера и особенности человека по группе его крови. Статьи о группах крови человека и их появлении.
презентация [371,1 K], добавлен 13.12.2016Анализ регуляторной, терморегуляторной, дыхательной, гомеостатической, питательной и защитной функций крови. Исследование форменных элементов крови. Химический состав тромбоцитов. Характеристика сферы действия лейкоцитов. Место лимфоцитов в системе крови.
презентация [630,7 K], добавлен 27.01.2016