Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 16
1.1. Роль компенсаторно-приспособительных реакций в обеспечении функционального гомеостаза высокоорганизованных живых систем 16
1.2. Влияние технологических стресс-факторов на процессы адаптации, продуктивность и показатели качества продукции сельскохозяйственных животных 31
1.3. Теоретические и практические аспекты использования рефлекторных методов в животноводстве 39
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследований 55
Глава 3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 67
3.1. Топография, морфофункциональная характеристика и взаимосвязь поверхностно локализованных биологически активных центров животных с их функциональным состоянием и продуктивностью 67
3.1.1. Особенности локализации и классификация ПЛБАЦ свиней по уровню биоэлектрического потенциала 67
3.1.2. Метамерно-структурная организация и особенности строения ПЛБАЦ свиней и крупного рогатого скота 86
3.1.3. Изучение компенсаторно-приспособительных реакций функциональной системы ПЛБАЦ животных в процессе реализации продуктивного потенциала и адаптации 101
3.2. Повышение эффективности воспроизводства свиней рефлекторными
методами 117
3.2.1. Стимуляция воспроизводительной способности и репродуктивных качеств свиней 119
3.2.2. Влияние стимуляции системы биологически активных центров на физиолого-биохимический и гормональный статус организма свиней 150
3.2.3. Способ повышения эффективности воспроизводства свиней 165
3.3. Разработка методов оценки убойных качеств животных в условиях транспортного стресса 168
3.3.1. Оценка убойных качеств крупного рогатого скота разного возраста 171
3.3.1.1. Способ оценки убойных качеств крупного рогатого скота 179
3.3.2. Оценка убойных качеств свиней разного возраста
3.3.2.1. Способ оценки убойных качеств свиней 195
3.3.2.2. Способ прижизненной оценки качества мяса свиней 197
3.4. Повышение адаптационной способности животных при транспортировке и подготовке к убою 205
3.4.1. Повышение устойчивости крупного рогатого скота к транспортному и убойному стрессам рефлекторными методами 208
3.4.1.1. Способ профилактики транспортного стресса крупного рогатого скота 258
3.4.2. Повышение устойчивости свиней к транспортному и убойному стрессам рефлекторными методами 261
3.4.2.1. Способ профилактики транспортного стресса свиней 291
3.5. Разработка методов экспресс-оценки и регулирования качественного состава и свойств молока коров 295
3.5.1. Состав и свойства молока коров разного возраста в зависимости от уровня активности системы ПЛБАЦ 296
3.5.1.1. Уровень биоэлектрического потенциала биологически активных центров у коров с различным качественным составом и свойствами молока 308
3.5.1.2. Способ экспресс-оценки качественного состава и свойств молока 314
3.5.2. Регулирование качества молока коров разного возраста рефлекторными методами 316
3.5.2.1. Способ регулирования качества молока коров 330
ГЛАВА 4. Комплексный способ оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных 332
ГЛАВА 5. Расчет экономической эффективности внедрения и перспективы использования комплексного способа оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных 336
Заключение 341
Выводы 357
Предложения производству 364
Список литературы 366
- Влияние технологических стресс-факторов на процессы адаптации, продуктивность и показатели качества продукции сельскохозяйственных животных
- Особенности локализации и классификация ПЛБАЦ свиней по уровню биоэлектрического потенциала
- Разработка методов оценки убойных качеств животных в условиях транспортного стресса
- Способ экспресс-оценки качественного состава и свойств молока
Введение к работе
Актуальность темы исследований. В Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 - 2020 годы одной из стратегических задач является увеличение производства продукции сельскохозяйственных животных за счет более полной реализации их генетического потенциала, разработки и совершенствования промышленных технологий с учетом требований современной науки. В тоже время, это сопряжено с действием на животных многочисленных технологических стресс-факторов, способствующих снижению общей резистентности, показателей продуктивности, увеличению заболеваемости, ухудшению качественных характеристик мясного и молочного сырья и, как следствие, повышению себестоимости продукции (А.И. Тариченко, В.В. Лодянов, 2005; М. J. Drennan, В. D. Murphy, 2006; G. Rouse, J. Lipsey, 2008; Л.И. Кибкало, 2009; Х.А. Амерханов, 2010, 2014; И.Ф. Горлов, 2012, 2014; А.Б. Лисицын, 2013, 2014, 2015; Г.М. Бажов, Е.А. Крыштоп, А.И. Бараников, 2013; Н.В. Тимошенко, С.В. Патиева, 2014; Н.А. Зиновьева, 2014; М.В. Скуловец, О.В. Якимец, 2015; Т.М. Гиро, 2015 и др.).
В этой связи, актуальным направлением фундаментальных и прикладных исследований при увеличении производства российской говядины, свинины и молока представляется проблема совершенствования методов комплексной оценки и прижизненного формирования количественных и качественных характеристик получаемого сырья. Решение этой проблемы тесно связано с исключением или сведением к минимуму негативных стресс-факторов воздействия на животный организм, связанных с технологией производства продукции животноводства.
По нашему мнению, резервы повышения адаптационной способности животных к технологическим стресс-факторам и прижизненного формирования количественных и качественных характеристик получаемого от них сырья, далеко не исчерпаны. Перспективным является использование собственных механизмов стрессовой адаптации при стимуляции компенсаторно-приспособительных реакций животного организма. В этом отношении представляет интерес применение рефлекторных методов воздействия на живой организм через систему поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ) кожи.
Степень научной разработанности проблемы. В настоящее время большинство исследователей указывают на необходимость разработки адекватных технологических приемов, способствующих более полной реализации биологического потенциала продуктивности животных, резервы которого в нашей стране используются лишь на 40-50% (И.Ф. Горлов, 2008; Н.И. Стрекозов, 2013; И.М. Дунин, 2008; В.И. Чинаров, 2009; Х.А. Амерханов, 2014 и др.). Однако, разработанные к настоящему времени технологии не всегда способствуют повышению конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции на внутреннем и внешнем рынках (Н.И. Стрекозов, 2009; В.И. Левахин, 2010; Н.А. Зиновьева, 2014; И.Ф. Горлов, 2014; Ф.Г. Каюмов, 2014; Ю.И. Ковалев, 2015; С.А. Мирошников, 2015; Смакуев, 2015 и др.).
Действие многочисленных факторов, вызывающих стрессовые состояния животных, сопровождается снижением их адаптационной способности, продуктивности и ухудшением качественных характеристик мясного и молочного сырья (В.Д. Баширов, 2002; К.В. Эзергайль и др., 2002; О.С. Юрина, 2002; А.И. Кузнецов, Н.В.
Хусаинова, 2004; А.И. Тариченко, Е.Н. Дениченко, 2005; Т.Е. Григорьева, Т.Л. Кин-чак, 2009; В.А. Погодаев, Р.С. Кондратов, 2009; Д.А. Болдырь, 2009; Л.С. Кудряшов, 2011; В.М. Позняковский, Н.В. Тихонова, 2011; А.Ф. Шевхужев, 2016 и др.).
Анализ доступной литературы позволил установить, что в настоящее время для достижения целей комплексного управления и прижизненного формирования качества животноводческой продукции используются разнообразные технологические приемы по улучшению условий кормления и содержания, фармакологические препараты и кормовые добавки различного спектра действия, пробиотики, антидепрессанты, имуностимуляторы (М.И. Рецкий, А.В. Бузлама, 2000; J.L. Duhault, 2002; О.С. Юрина, 2002; О.А. Ляпин, С.Н. Малородов, 2002; Н.А. Лушников, 2003; Д.Н. Пилипенко, 2006; А.М. Монастырев, А.В. Степанов, 2007; Ю.И. Левахин, 2007; С.Л. Тихонов, 2004, 2009; Н.В. Данилевская, 2007; А.П. Онищенко, 2007; Т.Е. Григорьева, 2009; С.А. Иванов, 2010; Л.Н. Гамко, 2011; М.П. Федорова с соавт., 2011; С.С. Русецкий, 2011; О.Н. Полозюк, А.К. Чукарина, 2013; О.Б. Сеин, Н.И. Ярован, Д.С. Учасов, 2014 и др.).
Учитывая положительные эффекты, недостатком применения подобных препаратов является непродолжительность действия, способность задерживаться в организме животных, а также необходимость строгого контроля остаточных количеств в мясном и молочном сырье. Вместе с тем, производству были предложены неинвазивные способы повышения адаптационных возможностей животных к технологическим стрессорам, основанные на применении метода транскраниальной электростимуляции (ТЭС) защитных механизмов мозга, разработанные в Институте физиологии имени И.П. Павлова РАН группой ученых под руководством профессора В.П. Лебедева и развитые в работах О.Б. Сеина, Б.С. Сеина, М.А. Жел-ниной (2009, 2012, 2013).
Несмотря на достигнутые в этом направлении результаты, на наш взгляд, резервы повышения эффективности прижизненного формирования количественных и качественных характеристик сельскохозяйственной продукции и совершенствование методов их комплексной оценки не исчерпаны. Практика животноводства в этом отношении часто обращается к консервативным методам регуляции воспроизводительной способности и показателей продуктивности, одним из которых является рефлекторное воздействие на поверхностно локализованные биологически активные центры тела животных (С.В. Козлов, 1996; В. А. Петров с соавт., 1997; А.М. Гуськов, А.Н. Щепелев, 1999; Ю.Н. Баранов, 1999; В. И. Иноземцев, 1999; В.И. Ба-рабаш, 2001; М.В. Григошина, 2000; Г.В. Казеев, 2000, 2002, 2004; В.Г. Гавриш, 2003; Н.П. Сударев, 2008; А.В. Парахин, 2005; А.В. Мамаев, 2005; Е.Б. Верещагина, 2003; Т.В. Зубова, 2009; В.А. Рябуха, 2016). Кроме того, многочисленные исследования подтверждают возможность воздействия на различные центры с целью коррекции функционального гомеостаза животных и получения диагностического эффекта (Е.И. Пасынков, 1965; В.Г. Вогралик, М.В. Вогралик, 1988; А.В. Козлов, 1996; Г.В. Казеев, 2003; А.Г. Нежданов, С.А. Хижняк, 2001; А.С. Ерохин, М.И. Макаров, 2002; А.М. Гуськов, А.В. Мамаев, 2002; В.А. Рябуха, 2007, 2009; В.В. Полунина, 2008; М.Э. Пусева, В. Ю. Лебединский, П.В. Селиверстов, 2013; Н.В. Иванова, 2014). Бесспорным преимуществом использования рефлекторных методов является отсутствие медикаментозного воздействия, относительно высокие результаты при
коррекции многих функциональных нарушений живых организмов, экологическая безопасность и простота в применении.
Цель и задачи исследований. Цель работы – теоретически обосновать возможность использования компенсаторно-приспособительных реакций системы поверхностно локализованных биологически активных центров для повышения адаптационной способности и разработать комплексный способ оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- определить особенности локализации, анатомо-топографические характери
стики и функциональную активность ПЛБАЦ свиней;
- изучить метамерно-структурную организацию и особенности строения
ПЛБАЦ свиней и крупного рогатого скота;
- изучить компенсаторно-приспособительные реакции функциональной сис
темы ПЛБАЦ в процессе реализации продуктивного потенциала и стрессовой адап
тации;
изучить возможность регулирования воспроизводительной способности, репродуктивных качеств, физиолого-биохимического и гормонального статуса свиней рефлекторными методами;
разработать методы оценки продуктивных показателей животных и прижизненного прогнозирования качества мясного сырья по уровню биопотенциала системы ПЛБАЦ в условиях транспортного и убойного стрессов;
исследовать влияние стимуляции системы ПЛБАЦ рефлекторными методами на адаптационную способность крупного рогатого скота и свиней при транспортировке и подготовке к убою, показатели продуктивности, качество мясного сырья;
выяснить взаимосвязь уровня биоэлектрической активности системы ПЛБАЦ с качественным составом и свойствами молока у коров в разном возрасте;
изучить влияние рефлекторных методов стимуляции системы ПЛБАЦ на качество молока и физиолого-биохимический статус коров в разном возрасте;
- разработать комплексный способ оценки и прижизненного формирования
качества продукции сельскохозяйственных животных;
- определить экономическую эффективность внедрения комплексного способа
оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных
животных.
Научная новизна исследований. Впервые проведены комплексные исследо
вания по изучению возможности использования компенсаторно-
приспособительных реакций системы поверхностно локализованных биологиче
ски активных центров для оценки продуктивных характеристик сельскохозяйствен
ных животных и прижизненного формирования качества продукции путем целена
правленной коррекции процессов адаптации рефлекторными методами. Изучена
функциональная активность, метамерно-структурная организация, особенности
строения ПЛБАЦ свиней и крупного рогатого скота. Составлена классификация и
оригинальные анатомо-топографические схемы локализации ПЛБАЦ свиней. Выяв
лены особенности компенсаторно-приспособительных реакций системы ПЛБАЦ в
процессе реализации продуктивного потенциала и адаптации животных, определена
посмертная динамика ее функциональной активности. Установлено, что воздействие
на систему ПЛБАЦ рефлекторными методами оказывает положительное влияние на
воспроизводительную способность, репродуктивные качества, физиолого-
биохимический и гормональный статус свиней. Впервые проведена оценка продуктивных показателей животных и прижизненное прогнозирование качества мясного сырья по уровню биопотенциала в условиях транспортного и убойного стрессов. Доказана эффективность применения рефлекторных методов для повышения адаптационной способности животных, сокращения потерь продуктивности и сохранения качества мясного сырья при транспортировке и подготовке к убою. Выявлена взаимосвязь уровня биоэлектрической активности ПЛБАЦ, качественного состава и свойств молока коров в разном возрасте, а также разработаны способы его экспресс-оценки до выдаивания. Установлено положительное влияние рефлекторных методов на качество молока и физиолого-биохимический статус коров разного возраста.
Впервые разработан комплексный способ оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных, основанный на применении рефлекторных методов стимуляции компенсаторно-приспособительных реакций системы ПЛБАЦ.
Новизна исследований подтверждена двенадцатью патентами Российской Федерации на изобретения: «Способ диагностики многоплодия свиноматок» №2175211, «Способ стимуляции репродуктивной функции свиней» №2202181, «Способ стимуляции репродуктивной функции свиноматок» №2258498, «Способ стимуляции репродуктивной функции свиноматок» №2267269, «Способ оценки убойных качеств крупного рогатого скота» №2292710, «Способ прижизненной оценки качества мяса свиней» №2315995, «Способ профилактики транспортного стресса крупного рогатого скота» №2314111, «Способ профилактики транспортного стресса свиней» №2313940, «Способ профилактики транспортного стресса свиней» №2450511, «Способ определения качества молока» №2431830, «Способ оценки са-нитарно-гигиенического состояния молока» №2532371, «Способ определения термоустойчивости молока» №2576508.
Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные данные позволили в значительной степени дополнить и расширить сведения об особенностях строения, метамерно-структурной организации ПЛБАЦ и функциональной динамики их компенсаторно-приспособительных реакций в процессе реализации продуктивного потенциала и адаптации животных. На основании теоретического обобщения и результатов собственных исследований обоснована возможность использования компенсаторно-приспособительных реакций системы ПЛБАЦ для повышения адаптационной способности крупного рогатого скота и свиней, комплексной оценки их продуктивности, прижизненного прогнозирования и формирования качества сельскохозяйственной продукции рефлекторными методами.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработан комплексный способ оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных. Результаты работы внедрены в агропромышленных предприятиях Орловской области: АО АПК «Орловская Нива»: СП комплекс по производству молока «Сабурово» Орловского района, СП «Борисоглебское» Свердловского района; ОАО Агрофирма «Ливенское мясо» Ливенского района; ПО «Бол-хов-Кооперативные продукты» ОПО «Союз Орловщины» Болховского района; ООО «Орловский лидер» Филиал №9 «Приокская Нива-2» Глазуновского района.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при изучении курсов «Основы животноводства», «Скотоводство», «Свиноводство», «Теоретические основы производства молока и говядины», «Технология первичной переработки молока и говядины», «Проблемы интродукции и адаптации сельскохозяйственных животных» в ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина».
Методология и методы исследований. Методологической основой для постановки цели и задач исследований явились научные положения отечественных и зарубежных ученых, занимающихся разработкой и совершенствованием методов оценки продуктивных показателей животных и прижизненного формирования качества сельскохозяйственной продукции в условиях современного производства. Для достижения поставленной цели и решения задач использовались стандартные химические, гематологические, биохимические, радиоиммунологические, флюоро-метрические, гистологические, физиологические, зоотехнические, биометрические методы исследований с применением современного оборудования.
Основные положения, выносимые на защиту:
функциональная система ПЛБАЦ свиней и крупного рогатого скота имеет особенности метамерно-структурной организации, проявляет компенсаторно-приспособительные реакции в процессе реализации продуктивного потенциала и стрессовой адаптации животных;
динамика биологической активности системы ПЛБАЦ служит тестом для комплексной оценки процессов адаптации, продуктивных показателей животных и прогнозирования качества мясного и молочного сырья в условиях технологических стресс-факторов;
воздействие на систему ПЛБАЦ рефлекторными методами способствует повышению эффективности воспроизводства свиней;
повышение адаптационной способности крупного рогатого скота и свиней к транспортному и убойному стрессам можно достигать стимуляцией системы ПЛБАЦ рефлекторными методами;
регулирование качественного состава молока и физиолого-биохимического статуса коров в разном возрасте можно осуществлять воздействием на функциональную систему их ПЛБАЦ;
комплексный способ оценки и прижизненного формирования качества продукции сельскохозяйственных животных.
Степень достоверности и апробация работы. Исследования проведены на большом поголовье животных в производственных и лабораторных условиях с применением современных методик и статистического анализа полученного цифрового материала. Научные положения, выводы и предложения производству обоснованны и базируются на аналитических и экспериментальных данных, степень достоверности которых доказана путем статистической обработки с вычислением критерия достоверности по Стьюденту при использовании компьютерной программы «Microsoft Office Excel 2010». Выводы и предложения производству основаны на научных исследованиях, проведенных с использованием современных методов анализа и расчета.
Достоверность результатов научных исследований подтверждена их апробацией путем внедрения в производство, в публикациях и обсуждением докладов на
международных и всероссийских научно-практических конференциях: «Использование достижений современной биологической науки при разработке технологий в агрономии, зоотехнии и ветеринарии» (Брянск, 2002); «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003); «Проблемы и пути интенсификации племенной работы в отраслях животноводства» (Уфа, 2004); «Актуальные проблемы биологии воспроизводства» (Дубровицы-Быково, 2007); «Актуальные проблемы функциональной и морфофункциональной диагностики болезней животных» (Новочеркасск, 2007); «Наука в современных условиях: от идеи до внедрения» (Димитровград, 2007); «Трансферт инновационных технологий в животноводстве» (Орел, 2008); «Селекционно-технологические аспекты повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в современных условиях аграрного производства» (Брянск, 2008); «Технология и продукты здорового питания» (Саратов, 2008); «Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства» (Орел, 2010); «Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России» (Пенза, 2011); «Наука и инновации в сельском хозяйстве» (Курск, 2011); «Аграрная наука – основа инновационного развития АПК» (Курган, 2011); «Инновационные подходы в ветеринарии, биологии и экологии» (Троицк, 2011); «Современная наука: реальность и перспективы» (Липецк, 2013); конференция в рамках XXIII международной выставки «Агрокомплекс-2013» (Уфа, 2013); «Актуальные проблемы агропромышленного производства» (Курск, 2013); «Животноводство России в условиях ВТО: от фундаментальных и прикладных исследований до высокопродуктивного производства» (Орел, 2013); «Инновационные пути развития АПК: проблемы и перспективы» (пос. Персиановский, 2013); «Ветеринарно-санитарные аспекты качества и безопасности сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2015).
Положения диссертации нашли отражение в научно-исследовательской работе, отмеченной дипломом Губернатора Орловской области в рамках конкурса «Лучшая научно-исследовательская работа молодых ученых - 2009».
Соответствие паспорту научной специальности: Диссертация соответствует паспорту специальности 06.02.10 - Частная зоотехния, технология производства продуктов животноводства по п.6, п.8, п.9, п.11.
Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликована 61 печатная работа, в том числе, 17 работ в изданиях, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ, 2 монографии, 2 рекомендаций производству, получено 12 патентов РФ на изобретения. Общий объем публикаций составляет 59,87 п.л., в т.ч. авторских 45,62 п.л. - 76,2%.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 376 страницах компьютерного текста и включает введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, результаты собственных исследований и их обсуждение, заключение, выводы, предложения производству, список литературы и приложения. Список литературы состоит из 492 источников, в том числе, 67 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 63 таблицами, 34 рисунками, 22 фотографиями.
Влияние технологических стресс-факторов на процессы адаптации, продуктивность и показатели качества продукции сельскохозяйственных животных
Живые существа представляют собой открытую систему, имеющую множество связей с окружающей средой. Организм высокоорганизованных живых систем может существовать и выполнять свои задачи, если его функции взаимосвязаны и взаимообусловлены, что обеспечивается постоянной их интеграцией. Вместе с тем, на живые организмы постоянно действуют различные факторы, которые вызывают сдвиги гоместаза. Регулирующие и компенсаторно-приспособительные механизмы выравнивают их, или предупреждают. В результате этого динамика параметров внутренней среды находится в наиболее благоприятных для жизнеобеспечения пределах, обеспечивая динамическое равновесие. Это достигается деятельностью регуляторных механизмов, которые формируются в процессе эволюционного и индивидуального развития. Кроме того, регуляторные механизмы обеспечивают функционирование организма в изменяющихся условиях среды, причем внутренняя организация обычно не сопровождается большими отклонениями от нормы и не вызывает серьезных нарушений в физиологических процессах благодаря тому, что автоматическая саморегуляция ограничивает возникающие в организме колебания в сравнительно узких пределах.
Идея об относительном постоянстве внутренней среды организма и наличии механизмов, поддерживающих это постоянство, была высказана французским физиологом К. Бернаром более 100 лет назад (1878г.): "... постоянство внутренней среды организма является необходимым условием свободной и независимой жизни" (цит. по П.Д. Горизонтов, 1976). Американский физиолог У. Кеннон уже в двадцатом столетии развил и дополнил эту концепцию, введя для обозначения состояния "координированных фи зиологических процессов, которые поддерживают большинство устойчивых состояний организма", термин "гомеостаз" (W. Cannon, 1932).
Благодаря достижениям биохимии, эндокринологии, нейрофизиологии, молекулярной биологии и других наук сведения о гомеостазе постоянно расширяются. Выяснено, что в поддержании гомеостаза участвуют практически все системы организма, а динамическое постоянство внутренней среды, обеспечивает нормальную деятельность органов и систем. В современной науке гомеостазом называют относительное динамическое постоянство внутренней среды организма, а также физиологическую устойчивость его основных функций.
Известно, что рганизм животного представляет собой открытую систему, воздействия окружающей среды на которую, как правило, не сопровождаются большими отклонениями от нормы и не приводят к серьезным нарушениям в функционировании организма. Это достигается саморегуляцией, которая ограничивает возникающие в организме колебания различных биохимических и физиологических констант в сравнительно узких пределах (П.Д. Горизонтов, 1976, 1979; Ф.И. Фурдуй, 1981,1986; А.М. Гуськов, 1993, 1998, 2001, Скопичев ВТ., 2005, 2007, 2009, В.И. Максимов, 2013, А.А. Иванов, 2015).
Как указывает П.Д. Горизонтов термин «гомеостаз» включает в себя не просто постоянство физико-химических и химических параметров организма, а его особую устойчивость, которая характеризуется не только стабильностью процессов, а динамически меняющимися в узких пределах физиоло-го-биохимическими процессами, даже в нормальных условиях. Такое равновесие обеспечивается благодаря эволюционно выработавшимся и наследственно закрепленным регуляторным механизмам организма.
Понятие «гомеостаз» отражает конечное равновесное состояние организма и является итогом большого числа взаимодействующих согласованных процессов, протекающих на всех уровнях организации. Подобное взаимодей ствие осуществляется по принципу иерархии, когда функциональные структурные элементы организма находятся в целесообразных взаимоотношениях, а элементарные процессы подчиняются более сложным. При этом низшие уровни управления обеспечиваются автоматическими системами регуляции, поддерживающими заданный ритм деятельности. Любые раздражители вызывают изменения регулируемой величины, которые должны устраняться системой регулирования. Регуляция сложных систем предполагает обратное влияние полученного эффекта на управляющий процесс, т. е. наличие обратной связи. Поскольку процесс цикличен, его называют саморегуляцией.
Принцип саморегулирования лежит в основе гомеостаза на разных уровнях - молекулярном, клеточном, внутриорганном и организменном (П.К. Анохин, 1970; И.Н. Блехман, 1971).
Приоритетной парадигмой, выражающей системный подход к организму, является концепция функциональной системы, разработанная академиком П.К. Анохиным и развитая в трудах КБ. Судакова.
По мнению П.К. Анохина функциональная система есть всякая организация нервных процессов, в которой отдалённые и разнообразные импульсы нервной системы объединяются на основе одновременного и соподчинённого функционирования, заканчивающегося полезным адаптационным результатом для организма (П.К. Анохин, 1970, 1975; КБ. Судаков, 1984, 1996, 1999, В.М. Покровский, 2005). Иными словами, функциональные системы представляют собой динамически складывающийся саморегулирующийся комплекс центральных и периферических образований, обеспечивающий достижение полезных приспособительных результатов.
Особенности локализации и классификация ПЛБАЦ свиней по уровню биоэлектрического потенциала
Важную функцию в управлении живыми системами, в их реакциях го-меостатирования выполняет кожный покров. Предполагается, что связь внутренних органов с нервной системой, а через неё с кожей обеспечивается врастанием (пенетрацией) нервных элементов во внутренние органы в процессе органогенеза (Е.И. Пасынков, 1965; П.К. Анохин, 1971,1975). При этом иннервация и взаимосвязь с органами складываются в основном по метамер-ному (сегментарному) типу, по мере развития плода отдельные части тела претерпевают значительные изменения. Это не прерывает сложившихся связей, но нередко, в значительной степени, «зашифровывает» их. С ростом и развитием плода эти связи из «точек соприкосновения» вытягиваются в «линии взаимосвязи», которые обеспечиваются внутри - и межорганными взаимоотношениями, тесно связанными с развитием систем кровеносных и лимфатических сосудов, с их нервными сплетениями, путь которых нередко выходит за пределы сегментарного строения и сегментарной иннервации. Согласно R.Fuye, эти пути (жизненные линии) взаимосвязи внутренних органов через нервную и нервно- сосудистую системы с покровами тела удивительно тонко подметили древние китайские врачеватели и создали учение о рефлексотерапии, то есть методах рефлекторного точечного воздействия на живой организм.
Существенной отличительной стороной традиционной восточной медицины мы считаем исключительную её прозорливость. Древние специалисты Востока как бы предвосхитили ряд основных положений современной науки: - учениу о жизни, как «компромиссе» между внутренними и внешними условиями жизни, создаваемом живым веществом, «компромиссе», кото 41 рый в действительности никогда не бывает продолжительным, так как сами условия постоянно меняются; - презентация значения для живого организма не только земных (природных), но и космических влияний; - развитие представлений о роли «гармонии» противоречивых процессов (ян-инь) в поддержании сохранности организма, его здоровья, его го-меостаза (У. Кеннон, 1932); - представление о слагающих организм «органах», как взаимосвязанных между собой морфофункциональных системах, учение о которых разработано в основном П.К. Анохиным и КБ. Судаковым; - учение о «жизненной энергии» (ци), её напряжении и циркуляции в организме, как прообраз современной биоэнергетики и хронобиологии; - утверждение значения общего адаптационного синдрома по Г. Селье как предмета диагностики и коррекции функциональных расстройств живого организма и т.д.
Старинные лечебные методы восточной медицины, в последние годы привлекают к себе всё большее внимание специалистов животноводства с целью диагностики и коррекции различных функциональных расстройств организма животных. Методы воздействия на поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ) кожи возникли на территории Древнего Китая в конце каменного века (неолита) и неофициально насчитывают, если судить по памятникам письменности, около 4-5 тысячелетий. Вначале они использовались только для лечения людей. Впоследствии с развитием цивилизации и накоплением опыта ведения сельского хозяйства эти методы стали использоваться для воздействия на организм животных. Вот почему нельзя полностью отделить историю развития знаний о ПЛБАЦ в медицине и ветеринарии. Только в более поздние времена эти две родственные отрасли науки стали развиваться обособленно с учётом объектов воздействия. В связи с этим одни народные врачеватели специализировались по при 42 менению методов рефлекторного воздействия у людей, а другие - у животных.
После того, как методы рефлекторного воздействия стали обособленно применять в ветеринарной практике, появились специальные книги по рефлексотерапии животных. Так, ещё в 947-928 гг. до нашей эры было описано кровопускание у лошадей укалыванием в области ярёмной вены. В 659-620 гг. до нашей эры народный врач Сун-ян умевший хорошо оценивать лошадей по экстерьеру, владел и методами их лечения. Передававшаяся из поколения в поколение чжень- цзю терапия была описана врачом Бэ- Ло в книге «Иглоукалывание и прижигание». Это первая книга по рефлексотерапии китайской народной ветеринарии. В ряде книг, написанных позднее, также имеются указания о методе чжень- цзю у животных. В книге «История династии Суй», 589-907гг. описывается техника иглоукалывания, и даются рисунки активных точек у лошади. В 1206 г. народный ветеринарный врач Биян- Гуан написал книгу «Некоторые теоретические взгляды народного ветврача по лечению болезней лошадей». Таким образом, уже к 1200 году народная ветеринария делает попытки подвести теоретическую основу под рефлексотерапию животных. В 1956 году в Китае была издана книга «Сборник по обобщению опыта народных ветврачей». В этом же году была издана другая книга «Ветеринарная чжень-цзю терапия и лечение народными медикаментами». В 1957 году был издан сборник по ветеринарной рефлексотерапии «Новая книга о лошади и крупном рогатом скоте».
На наш взгляд, положения восточной народной ветеринарии, несомненно, являются не только разумными, но и перекликающимися с современными достижениями в области физиологии, а поэтому заслуживают внимания и дальнейшего изучения и развития. Однако по-прежнему малоизученными остаются вопросы роли расположенных на поверхности тела активных центров в обеспечении функционального гомеостаза животного организма.
Разработка методов оценки убойных качеств животных в условиях транспортного стресса
Для изучения гистологического строения ПЛБАЦ у свиней №5, №7, №11, №41, №44 и крупного рогатого скота №4, №23, №33, №37, №50, №59 вначале обнаруживали локализацию центров прибором ЭЛАП, определяли уровень биоэлектрического потенциала, места расположения ПЛБАЦ помечали тушью, затем животных убивали. После этого участки кожи с подкожной жировой тканью и клетчаткой удаляли хирургическим путём (размером около 2,5 см2). Полученный материал был зафиксирован в 10% растворе нейтрального формалина и доставлен в лабораторию для дальнейших исследований.
Из этой ткани были приготовлены гистологические срезы по общепринятой методике (ВТ. Елисеев и др., 1967; О.В. Волкова, Ю.К. Елецкий, 1982). Для получения гистологических срезов исследуемый материал освобождали от излишков фиксатора, поместив объект в сито под проточную воду на 24 часа. После промывки кусочки ткани подвергали дальнейшему уплотнению путём обезвоживания в спиртах увеличивающейся концентрации 50%, 60%, 70%, 80% на 8 часов и 96%, 100% на 24 часа. Полное обезвоживание проводили путём последовательного проведения материала через две порции абсолютного спирта (12 часов). Обезвоженный и уплотнённый объект перекладывали в смесь абсолютного спирта с хлороформом (в пропорции 1:1) на 2 часа, и впоследствии в чистый хлороформ. Затем объект помещали в смесь из равных частей парафина и хлороформа, где при температуре 370С он находился 6 часов. Для освобождения исследуемого материала от хлороформа кусочки проводили последовательно через 2 порции расплавленного парафина. После окончательного пропитывания объекта, его заливали расплавленным парафином в формочки. После этого формочку охлаждали, наливали воду до верхних краёв формы и давали парафину застыть.
Приготовив предметные стекла, приступали к резке парафинового блока. Наклеенный на деревянную колодку парафиновый блок прочно закрепляли в зажиме микротома МПС-2. Когда предварительная подгонка блока к ножу закончена, ставили микрометрическую шкалу на нужную толщину среза и приступали к окончательной резке материала и наклейки его на предметные стекла. Перед окрашиванием срезы депарафинировали. Окраску осуществляли гематоксилин-эозином и по методу Ван-Гизона. В дальнейшем парафиновые срезы наклеивали на приготовленные предметные стекла в расправленном положении. Стекла размещали на планшетах и помещали в сушильный шкаф на 24 часа, где происходило их окончательное высушивание и приклеивание. Полученные гистосрезы были исследованы и сфотографированы с помощью исследовательского биологического микроскопа Leica DM-5000B со станцией видеорегистрации. Всего было изготовлено 32 гистологических препарата, с которых получено более 200 снимков.
Следующая серия опытов посвящена изучению взаимосвязей ПЛБАЦ между собой и функциональным состоянием организма свиней.
Опираясь на сегментарную теорию строения и связей вегетативной нервной системы, а также руководствуясь рецептурой применения методов акупунктуры в практике животноводства (Г.В. Казеев в соавт., 1994; В.А. Петров, 1994, 1997) и результатами собственных исследований, было выбрано десять ПЛБАЦ, сопряжённых с функционированием репродуктивной системы свиней (№5, №7, №11, №27, №28, №30, №33, №41, №44, №45). Было сформировано десять групп холостых свиноматок крупной белой породы по три головы в каждой в возрасте 2 - 5 лет средней живой массой 180 - 220 кг.
Для установления наличия взаимосвязей ПЛБАЦ между собой и функциональным состоянием репродуктивной системы производилось блокирование одного из вышеуказанных центров микроинъекциями 2 мл 0,1% раствора атропина. Особенностью атропина является его способность блокировать холинорецепторы, делая их нечувствительными к ацетилхолину, образующемуся в области окончаний постганглионарных парасимпатических нервов. Через каждый час производилось измерение биоэлектрического потенциала в других девяти ПЛБАЦ. Контролем служили данные биопотенциала до отключения.
Аналогичная серия опытов была проведена на крупном рогатом скоте при атропиновом блокировании ПЛБАЦ №4, №23, №33, №37, №50, №59.
Следующая серия исследований была посвящена изучению динамики уровня биопотенциала системы поверхностно локализованных биологически активных центров и времени ее активности после смерти животного. Опыты проводились на восьми коровах черно-пестрой голштинской породы в возрасте пяти лет средней живой массой 600-650кг. Перед смертью животного измеряли уровень биопотенциала ПЛБАЦ №4, №23, №33, №37, №50, №59 и вычисляли его среднюю величину. Причиной смерти у всех животных были клинические признаки различных патологий репродуктивной системы после отела. Далее после смерти в течение шести часов через каждый час, а затем через 12, 24, 36 и 48 часов осуществляли измерение уровня биопотенциала в указанных ПЛБАЦ.
Способ экспресс-оценки качественного состава и свойств молока
Так, при микроскопическом исследовании гистологического материала ПЛБАЦ свиней (фото 2-Ю, приложение) обнаруживается ряд особенностей, отличающих их от прилегающих участков кожи. В частности, в продольных и поперечных срезах кожи и подкожной клетчатки обнаружен слой эпидермиса со всеми свойственными слоями, собственно дермы, состоящей из гру-боволокнистой соединительной ткани, а также воронки в эпидермисе. Обнаружены волосяные фолликулы с волосами, пучки коллагеновых волокон, лежащие в разных плоскостях.
Во всех изучаемых ПЛБАЦ обнаружено скопление сосудов микроцир-куляторного русла, которое наблюдается в сосочковом слое. Вокруг сосудов наблюдается скопление клеток типа малых лимфоцитов, фибробластов, макрофагов на различной стадии развития, тучных клеток в различном соотношении вокруг каждого сосуда (фото 9). По-видимому, лимфоциты, осуществляющие иммунологический надзор и постоянно циркулирующие между кровью, соединительной тканью и лимфой, иммигрируют сюда из кровотока. Их содержание позволяет интерпретировать роль ПЛБАЦ в комплексе защитных реакций при каких-либо раздражениях. Гистиоциты, то есть, неблуждающие макрофаги в свободном состоянии находятся в рыхлой соединительной ткани в норме в отсутствие воспаления. По их количеству можно судить об интенсивности процессов в зоне ПЛБАЦ, связанных со способностью гистиоцитов фагоцитировать и переваривать захваченные частицы, а также накапливать взвешенные коллоидные вещества и откладывать их в цитоплазме в виде зёрен. Тучные клетки реагируют на механические, термические, химические, лучевые и биохимически-энзиматические раздражения. Они отличаются быстротой реакции на воздействия как внутренней, так и внешней среды, о чём свидетельствуют исследования К.К. Рудзита (1959), Д.П. Линдера и Э.М. Когана (1976). Кроме того, тучные клетки продуцируют, депонируют и секретируют биологически активные вещества: гепарин, гистамин, серотонин, гиалуроновую кислоту, которые способны оказывать влияние на обмен веществ. Поэтому, по количеству тучных клеток можно судить о доле участия ПЛБАЦ в воспалительных и аллергических реакциях, требующих немедленного ответа организма.
Нервные безмиелиновые окончания расположены непосредственно под эпидермисом в сосочках. Количество их составляет в среднем 10-12 в каждом срезе изучаемых ПЛБАЦ свиней, то есть они распределены приблизительно одинаково. Клеточная инфильтрация вокруг нервных окончаний выражена слабо, обнаружены единичные тучные клетки. В различных слоях ПЛБАЦ обнаруживаются коллагеновые волокна, лежащие в продольной и поперечной плоскостях. Жировой слой представлен слабоваскуляризированной жировой тканью (фото 2,3,4), клетки которой образуют дольки, разделённые перегородками из рыхлой соединительной ткани.
Установлено, что во всех изучаемых ПЛБАЦ свиней к периферии центров в зоне перехода в интактную кожу степень клеточной инфильтрации несколько уменьшается. На границе перехода дермы в жировой слой наблюдается развитая сосудистая сеть, представленная артериями, венулами, капиллярной сетью, нервными волокнами (фото 4-6). Во всех гистосрезах ПЛБАЦ обнаружена рыхлая соединительная ткань с кровеносными сосудами. На границе дермы и подкожной жировой клетчатки обнаружены апокриновые потовые и голокриновые сальные железы. Причем первые располагаются, как правило, рядом с волосяными сумками, а вторые не только ассоциированы с волосяными сумками, но и встречаются в виде отдельных скоплений альвеол, частично отделенных друг от друга. Очевидно, после завершения секреции клетки голокриновых сальных желез погибают и превращаются в жир (голо-цитоз). Из рецепторов обнаружены механорецепторы (диски Меркеля), тельца Мейсснера, Фатера-Пачини. Тельца Мейсснера (осязательные тельца) имеют овальную форму и располагаются поодиночке, или небольшими группами. Вокруг них обнаруживается защитная капсула из рыхлой соединительной ткани с кровеносными сосудами (фото 4). Рядом во всех изучаемых ПЛБАЦ обнаруживаются нимелиезированные нервные волокна. По мнению многих исследователей, эти нервные волокна играют важную роль в биоэнергетической составляющей ПЛБАЦ живых организмов при передаче информации с поверхности тела в центральную нервную систему (В.А. Рябуха, 2016). В гистосрезах довольно легко обнаруживаются тельца Фатера-Пачини, находящиеся в соединительнотканной капсуле из сплетения эластических волокон и упакованные подобно чешуе луковицы (фото 5,7).
Наличие в зоне локализации центров относительно большого количества фибробластов в сравнение с другими клеточными элементами, свидетельствует об усиленной их деятельности, связанной с образованием основного вещества и волокон соединительной ткани. Фибробласты выделяют полипептиды, мукополисахариды, ферменты, под влиянием которых идёт образование волокнистых структур. Таким образом, наряду с интенсивным синтезом белка, что отражается на строении фибробластов, они участвуют в синтезе коллагена и эластина. Наличие большего количества фибробластов в сравнении с другими клеточными компонентами центров свидетельствует о более интенсивной реализации описанных процессов в зоне локализации ПЛБАЦ относительно прилегающих тканей. Вместе с тем, фибробласты, участвующие в синтезе коллагеновых и эластических волокон, во многом определяют их соотношение в области ПЛБАЦ.