СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2008, № 2, с. 66-71

 УДК 636.2:591.1:636.084.413

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В ЖЕЛЕЗАХ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ У БЫЧКОВ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ НА ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РАЦИОНАХ

А.И. КОРОСТЕЛЕВ

У бычков черно-пестрой породы при выращивании на высококонцентратных рационах (62,5-64,0 %) в тканях щитовидной железы, надпочечников и семенников определяли сухой остаток и количество фосфорсодержащих соединений неорганических, кислоторастворимых, липоидных, ДНК, РНК, фосфопротеинов. По сумме компонентов рассчитывали общее содержание фосфора. Измеряли количество белка в расчете на ядро клетки, а также ДНК и РНК, определяли число клеточных ядер. Отмечена гипофункция щитовидной железы при тенденции к гиперфункции семенников, что приводит к ускорению полового созревания. Пищевые стрессы при длительном воздействия рационов, содержащих в составе сухого вещества до 57,3 % концентратов и неизмельченный грубый корм, у животных не выявлены.

Ключевые слова: черно-пестрая порода, бычки, пищевой стресс, эндокринные железы, физиологическая и патологическая регенерация, гиперплазия желез, гипертрофия клеток, гипофункция, гиперфункция, глюконеогенез, ДНК, РНК, число ядер клеток, количество белка на ядро клетки, концентрация фосфорных соединений.

Key words: Black-and-White bull calves, food stress, endocrine glands, physiological and pathologic regeneration, hyperplasia of glands, hypertrophy of cells, hypofunction, hyperfunction, glyconeogenesis, DNA, RNA, the number of cell nuclei, a quantity of protein to a cell nucleus, the concentration of phosphoric compounds.

Известно, что обмен веществ и реактивность у животных в значительной степени зависят от кормления (1). В механизмах проявления реактивности участвуют гипофиз, надпочечники, щитовидная и поджелудочная железа. Гормоны гипофиза возбуждают другие железы внутренней секреции, в частности, гормоны передней доли гипофиза активируют секрецию эндокринных желез (надпочечников, щитовидной, половых) (1-3).
Патологические процессы в организме сопровождаются повреждениями клеток. Дистрофию клетки считают обменным, энергетическим, нередко биологически целесообразным и приспособительным проявлением ее жизнедеятельности (1, 4).
Нарушение роста тканей возникает в связи с изменением или расстройством обмена веществ и центральных систем регуляции деления клеток — нервных, эндокринных и тканевых. При избыточном росте и размножении клеток наблюдается гипертрофия, гиперплазия, развитие опухолей (классификация по А.Д. Адо) (1). Показано, что на развитие гипертрофии также существенно влияет кормление животного и деятельность регуляторных систем. Нарушение обменных процессов, связанных с накоплением недоокисленных продуктов обмена, приводит к развитию ацидоза, явлениям эндогенной интоксикации организма, что, в свою очередь, ведет к еще более значительным расстройствам микроциркуляции и дальнейшему повреждению органов и тканей.
В этой связи при изучении влияния интенсивных технологий выращивания и откорма на высококонцентратных рационах на организм животного, кроме определения общих анатомических, физиологических и биохимических показателей, необходимо проводить морфологическую, физиологическую и биохимическую оценку состояния ключевой для организма эндокринной системы на тканевом и клеточном уровне. Такая комплексная оценка и послужили целью настоящей работы.
Методика. Эксперименты выполняли в учебно-опытном хозяйстве «Кокино» Брянской государственной сельскохозяйственной академии на бычках черно-пестрой породы групповым методом (n = 15). Группы комплектовали по принципу аналогов, возраст бычков — 3,5-4,0 мес, продолжительность опыта — 365 сут. В качестве стандарта достижения живой массы принимали величину 454 кг (1000 английских фунтов). Такой стандарт широко используется в интенсивном молочном скотоводстве (не менее 50 % живой массы взрослых быков).
Рационы рассчитывали, исходя из среднесуточных приростов живой массы 0,9-1,0 кг. Животных I группы (контроль) кормили по нормам ВАСХНИЛ 1985 года (5), II (опыт) — по нормам НИС США 1989 года (6); средняя живая масса в начале опыта — соответственно 116,2 и 116,3 кг. Типы кормления бычков в зимне-стойловый период — концентратно-силосно-свекольно-сенной и концентратно-сенажно-свекольно-сенной, в летне-пастбищный — концентратно-травяной. Поедаемость корма учитывали в течение суток каждые 2 нед. Состав рационов в I и II группах в начале опыта был следующим: комбикорм, концентраты — соответственно 44,6-55,0 и 55,0-62,0 %, сенаж разнотравный — 32,8-46,8 и 28,0-31,0 %, свекла кормовая — 19,0-22,6 и 13,0-17,0 %, сено — 8,6-9,0 и 7,0-10,0 %; в конце откорма включал: концентраты — соответственно 68 и 69 %, сенаж разнотравный — 12,5 и 13,0 %, сено — 9,5 и 9,5 %, силос кукурузный — 10 и 8,5 %. В среднем за период опыта в I и II группах сложилась следующая структура рационов: комбикорм — соответственно 62,5 и 64,0 %; сочные корма — 16,9 и 16,1 %; грубые корма — 6,9 и 6,3 %; трава — 13,7 и 13,6 %. От потребленного сухого вещества корма комбикорм составлял соответственно 55,7 и 57,3 %, сочные корма — 18,2 и 18,0 %, грубые корма — 11,7 и 10,5 %, трава — 14,4 и 14,2 %. Содержание бычков до 7-месячного возраста мелкогрупповое, далее — привязное.
Известно, что высококонцентратные рационы при откорме крупного рогатого скота влияют на обменные процессы (М. Мак-Калаф, 1974), поэтому для физиолого-биохимического контроля общепринятым методом один раз в месяц до утреннего кормления отбирали кровь из яремной вены.
После убоя бычков для проведения исследования отбирали образцы щитовидной железы, надпочечников и семенников; пробы тканей перед анализом измельчали и гомогенизировали. Определяли сухой остаток и количество фосфорсодержащих соединений — неорганических, кислоторастворимых, липоидных, ДНК, РНК, фосфопротеинов; по сумме компонентов рассчитывали общее содержание фосфора. Для разделения фосфорных фракций нуклеиновых кислот и фосфопротеинов и измерения количества ДНК и РНК применяли методику Шмидта-Тангаузера в модификации О.П. Чепиноги с соавт. (7).
Статистическую обработку результатов проводили общепринятым методом (Н.А. Плохинский, 1937; А.И. Ойвин, 1960).
Результаты.В проведенном исследовании концентрированные корма использовались, во-первых, как основа для балансирования рационов по важнейшим элементам питания; во-вторых, как фактор, определяющий характер формирования мясной продуктивности. В течение опыта у бычков I группы (контроль) поедаемость корма на 1 гол. была выше: комбикорма — на 1,42 %, или 5,85 кг, сена с заливного луга — на 15,88 %, или 45,1 кг, свеклы кормовой — на 13,28 %, или 25,0 кг, силоса кукурузного — на 23,3 %, или 144,14 кг, травы — на 6,46 %, или 66,72 кг; во II (опыт) группе животные поедали больше сенажа разнотравного — на 2,0 %, или 30,42 кг. К 16-месячному возрасту среднесуточный прирост живой массы у бычков I группы был на 0,53 % больше, чем II (соответственно 0,942 и 0,937 кг); живая масса — больше на 0,72 % и равнялась соответственно 459,03 и 455,71 кг.
У бычков в 16-месячном возрасте при послеубойном осмотре установили, что органы и железы внутренней секреции имели нормальную окраску, форму и структуру. Масса щитовидной железы, надпочечников и семенников у животных I группы составляла соответственно 43,020±0,005 г, 19,155±0,001 г и 0,584±0,010 кг; II группы — 42,650±0,040 г, 17,880±0,001 г и 0,546±0,020 кг, то есть превышение в контроле достигало соответственно 0,86; 6,65 и 6,5 %. Относительная масса желез (индекс) у особей I группы была равна соответственно 0,009±0,001; 0,0043±0,00025 и 0,133±0,002 %; II группы — 0,0094±0,0130; 0,0039±0,0002 и 0,123±0,003 %. Такие показатели находятся в пределах верхних значений видовой (породной) возрастной физиологической нормы. Полученные результаты сходны с данными других авторов, опубликованными ранее (8, 9).
Для оценки состояния органов на микроуровне косвенно определили число и степень гипертрофированности клеток (по индексу Вендрели и количеству белка, приходящегося на одно клеточное ядро) (табл. 1).
В эндокринных железах у бычков содержание сухого вещества было  в пределах возрастной физиологической нормы (Р < 0,02, Р < 0,2), суммарное содержание протеина, белка и азотистых фракций — существенно различалось. Так, по протеину разброс показателей между железами в целом составил 6,29-7,70 %, количество азотистых фракций (в расчете на 100 г ткани) у животных I группы в надпочечниках было больше, чем в щитовидной железе (на 1214,24-1240,66 мг) и семенниках (на 211,32-461,46 мг), что может рассматриваться как указание на неодинаковую интенсивность обменных процессов. Отметим, что в контрольной группе бычки потребляли больше концентрированных кормов. У бычков I и II группы доля азотистых веществ, связанных с нуклеиновыми кислотами, от их общего количества равнялась в щитовидной железе, надпочечниках и семенниках соответственно 90,43 и 98,13;  98,75 и 98,63; 91,17 и 91,16 %.
Известно, что повышенное содержание РНК обычно свидетельствует об увеличении активности процессов роста и биосинтеза белка. Количество ДНК увеличивается при возрастании числа клеток и в расчете на клетку представляет собой характерную и достаточно постоянную для вида животного величину, по которой в образце ткани может быть рассчитано число клеточных ядер (10, 11).

Содержание фосфорных фракций в эндокринных железах (табл. 2)  не отличалось от возрастной физиологической нормы. Наименьшим был показатель для щитовидной железы (в I и II группе ниже соответственно на 4,55 и 5,75 мг по сравнению с надпочечниками, на 5,33 и 5,8 мг — с семенниками). В щитовидной железе по сравнению с другими железами также наблюдали уменьшение содержания РНК. Эндокринные железы, как известно, составляют взаимосвязанную и взаимозависимую систему, поэтому при гипофункции щитовидной железы на фоне высококонцентратных рационов проявляется гиперфункция семенников, что ускоряет половое созревание бычков.

 1. Содержание сухого вещества, протеина и азотистых фракций в щитовидной железе, надпочечниках и семенниках 16-месячных бычков черно-пестрой породы, выращенных на высокоэнергетических рационах (М±m; n = 4)

Группа
животных

Сухое
вещество, %

Протеин, %

Содержание азотистых фракций, мг азота на 100 г ткани

всего

белок

всего

экстрагируемых ТХУ

экстрагируемых
жирорастворителем

связанных с нуклеиновыми кислотами

Щ и т о в и д н а я   ж е л е з а

I

24,41±3,24

7,64±0,91

6,92±1,10

1226,38±143,34

104,00±10,65

13,35±3,45

1109,00±145,62

II

28,49±5,13

7,49±0,32

6,37±0,29

1199,96±50,95

112,05±14,65

10,31±1,44

1177,60±48,3

Р

< 0,2

< 0,5

< 0,5

< 0,1

< 0,2

> 0,2

> 0,05

Н а д п о ч е ч н и к и

I

22,82±3,48

15,34±1,98

15,07±2,50

2440,62±341,25

16,22±5,10

14,62±5,10

2410,05±337,69

II

29,49±1,36

14,18±0,29

13,82±0,23

2263,16±7,14

15,04±5,05

15,32±2,47

2232,20±40,16

Р

< 0,02

> 0,5

> 0,5

< 0,001

> 0,5

> 0,5

< 0,001

С е м е н н и к и

I

22,82±3,48

12,37±0,46

11,28±0,39

1979,16±73,63

153,62±10,8

20,79±2,95

1804,50±66,78

II

29,49±1,36

13,93±0,33

12,70±0,46

2229,30±52,14

169,79±4,13

27,23±7,49

2032,28±74,10

Р

< 0,02

< 0,2

< 0,2

> 0,2

< 0,001

< 0,1

< 0,001

П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика». ТХУ — трихлоруксусная кислота.

2. Содержание (мг на 100 г ткани) разных фракций фосфорных соединений в щитовидной железе, надпочечниках и семенниках 16-месячных бычков черно-пестрой породы, выращенных на высокоэнергетических рационах (М±m; n = 4)

Группа
животных

Всего

Кислоторастворимая

Липоидная

Нуклеиновые кислоты

Фосфопротеиновая

всего

неорганические

всего

ДНК

РНК

Щ и т о в и д н а я   ж е л е з а

I

8,33±1,02

3,19±0,79

0,52±0,37

0,59±0,14

3,42±0,17

1,66±0,29

1,77±0,4

1,18±0,23

II

8,30±0,53

2,88±0,13

0,68±0,06

0,52±0,06

4,10±0,53

1,59±0,27

2,51±0,64

0,80±0,09

Р

< 0,2

< 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

Н а д п о ч е ч н и к и

I

14,08±0,63

8,67±0,48

2,41±0,30

0,76±0,09

3,94±0,40

1,06±0,04

2,88±0,33

0,70±0,16

II

12,88±0,24

7,49±0,42

2,44±0,25

0,74±0,05

3,95±0,35

1,09±0,06

2,86±0,32

0,71±0,22

Р

0,02

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

С е м е н н и к и

I

13,66±1,15

6,35±0,23

3,05±0,20

0,51±0,11

6,16±1,26

1,47±0,16

4,09±1,29

1,11±0,11

II

14,13±1,29

7,37±0,39

3,18±0,65

0,48±0,03

5,19±1,06

1,36±0,09

3,81±1,05

1,08±0,16

Р

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

> 0,5

П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика».

Содержание ДНК в эндокринных железах бычков обеих групп варьировало. Снижение показателя отмечали в надпочечниках: по сравнению с другими железами разница составляла 0,13-0,6 мг в I и 0,23-0,5 мг — во II группе. У животных II группы число клеточных ядер в 1 г ткани щитовидной железы было выше на 4,74½107, чем в контроле (табл. 3). В целом показатель находился в пределах видовой возрастной физиологической нормы; различия между животными в опыте и контроле оказались статистически несущественными (Р > 0,5).

 3. Содержание (мг на 100 г ткани) ДНК и число ядер в клетках щитовидной железы, надпочечников и семенников 16-месячных бычков черно-пестрой породы, выращенных на высокоэнергетических рационах (М±m; n = 4)

Группа
животных

ДНК, мг

Число ядер, ½107

Количество белка, ½10-2 мг/ядро

Щ и т о в и д н а я   ж е л е з а

     I

0,1638±0,0032

2,560±0,458

0,028±0,006

     II

0,1574±0,0270

7,300±0,304

0,182±0,009

     Р

> 0,5

> 0,5

> 0,5

Н а д п о ч е ч н и к и

     I

0,1052±0,0062

1,643±0,097

0,093±0,016

     II

0,1077±0,0100

1,682±0,158

0,083±0,015

     Р

> 0,5

> 0,5

> 0,5

С е м е н н и к и

     I

0,1460±0,0100

2,280±0,160

0,051±0,006

     II

0,1360±0,0090

2,130±0,140

0,061±0,003

     Р

> 0,5

> 0,5

> 0,5

П р и м е ч а н и е. То же, что в таблице 2.

Количество белка в расчете на клетку в щитовидной железе у бычков II группы, как оказалось, больше, чем у особей в контроле (Р > 0,5). Таким образом, на фоне высококонцентратного кормления мы наблюдали  незначительную гиперплазию в исследованных органах. При этом некоторая тенденция к гипертрофии прослеживалась в щитовидной железе животных II группы, что является признаком физиологической и патологической регенерации (2).
Комплекс биохимических тестов крови подтвердил, что содержание азотистых небелковых веществ, резервная щелочность, показатели углеводно-жирового обмена у бычков находились в пределах возрастной физиологической нормы. В отдельные месяцы (преимущественно зимние) концентрация глюкозы в целом приближалась к верхнему пределу физиологической нормы (показатели в контрольной группе — 104,58±5,12, в опытной — 115,02±1,65 мг на 100 мл крови) (Р < 0,5), что соответствует нормальной обеспеченности организма глюкозой в результате процессов глюконеогенеза.
Итак, на фоне высококонцентратных рационов отмечены изменения в тканях эндокринных желез 16-месячных бычков черно-пестрой породы — гипофункция щитовидной железы при гиперфункции семенников, что приводит к ускорению полового созревания животных. Пищевые стрессы, влияющие на высокую продуктивность при длительном воздействии рационов, содержащих в составе сухого вещества до 57,3 % концентратов и неизмельченные грубые корма, у животных не выявлены.

Л И Т Е Р А Т У Р А

  1. Ж у р а в е л ь  А.А.,  С а в о й с к и й  А.Г.,  Г р и г о р я н  М.С. и др. Патологическая физиология сельскохозяйственных животных. М., 1985.
  2. С а в о й с к и й  А.Г.,  Б а й м а т о в  В.Н.,  В о л к о в а  Е.С. и др. Патологическая физиология. Уфа, 2004: 421-460.
  3. Ш о х о р  Н.И. Патологическая физиология. Изд. 3-е испр. и доп. М., 1947.
  4. Патологическая физиология /Под ред. Н.Н. Зайко, Ю.В. Быця.  Изд. 3-е. М., 2006.
  5. К а л а ш н и к о в  А.П.,  К л е й м е н о в  Н.И,  Б а к а н о в  В.Н. и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справ. пос. М., 1985.
  6. Nutrient requirement of dairy cattle. 6th revised ed. Washington, 1989.
  7. Ч е п и н о г а  О.П.,  С к в и р с к а я  Е.Б.,  Р у к и н а  Е.Б. До методики визначення нуклеiнових кислот в тканинах. Укр. биохим. журн., 1951, 23(3): 335.
  8. А к а е в с к и й  А.И. Анатомия домашних животных. М., 1975.
  9. В р а к и н  В.Ф.,  С и д о р о в а  М.В. Морфология сельскохозяйственных животных. М., 1991.
  10. З б а р с к и й  И.Б. Цитохимия нуклеиновых кислот. В сб.: Химия и биохимия нуклеиновых кислот. М., 1968: 246-281.
  11. Ш т р а у б  Ф.Б. Биохимия. Изд. 3-е. Будапешт, 1965.

 

ФГОУ ВПО Белгородская государственная
сельскохозяйственная академия
,
308503 Белгородская обл., Белгородский р-н, пос. Майский,
ул. Вавилова, 24,
e-mail: semja@online.debryansk.ru

Поступила в редакцию
25 июня 2007 года

PHYSIOLOGO-BIOCHEMICAL PARAMETERS OF METABOLISM IN ENDOCRINE GLANDS IN BULLS DURING THEIR GROWING ON HIGH ENERGY RATIONS

A.I. Korostelev

S u m m a r y

In bulls of the Black-and-White breed during their keeping on high concentrated rations (62.5-64.0 %) the author determined the dry residue and amount of phosphoprous-containing compounds — inorganic, acid soluble, lipoid, DNA, RNA, phosphoprotein — in tissues of thyroid gland, adrenal gland and testicles. Total amount of phosphorous calculated from the sum of component. The author measured the amount of protein, DNA and RNA per cell nucleus and also the number of cell’s nucleus. The hypofunction of thyroid gland with  tendency toward hyper function of testicles were revealed that result in acceleration of pubescence. The food stresses in animals do not revealed during prolonged action of rations containing up 57.3 % of concentrated products and fodder.