03.00.13 - Физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Тема:
Морфофизиологическое обоснование применения биостимуляторов для свиней в биогеохимической провинции с недостаточностью йода
Аухатова Светлана Накиповна
Москва - 2009
Работа выполнена на кафедре паразитологии, микробиологии и вирусологии Башкирского государственного аграрного университета
Научный консультант - доктор биологических наук, профессор Маннапова Рамзия Тимергалеевна
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук, профессор Шевелев Николай Серафимович
доктор биологических наук, профессор Шайдуллин Ильяс Нургалеевич
доктор биологических наук Мишуковская Галина Сергеевна
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет»
С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ФГОУ ВПО «РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева».
Ученый секретарь диссертационного совета А.А. Ксенофонтова
1. Общая характеристика работы
Актуальность темы. Гипотиреоз сопровождается существенным угнетением морфологического, биохимического, иммунологического статуса организма животных, приводит к глубоким деструктивным перестройкам в структурных компонентах щитовидной железы и иммунных органов. Недостаточность функциональной активности щитовидной железы значительно снижает устойчивость организма к инфекционным и инвазионным заболеваниям, приводит к развитию вторичных иммунодефицитов и дисбактериозов. Йододефицитные состояния представляют особый интерес, ибо огромные территории России в той или иной степени эндемичны по зобу. С возрастанием загрязнения окружающей среды данная патология становится более актуальной. Многие животные в этих условиях имеют низкую общую и специфическую резистентность, предрасположены к легочным и желудочно-кишечным заболеваниям, что в свою очередь нередко приводит к нарушению всасывания и метаболизма йода (В.И. Иванов с соавт., 1975, 1994; F. Lemarchand - Berandet et al., 1977; J.M. Scheiff, 1977; Е.А. Корнева, 1988; Р.М. Хаитов, 1995; В.В. Удут, 2001). Целенаправленное восполнение тиреостатических и биологически активных веществ в организме животных активизирует обменные процессы, повышая физиологический статус, обеспечивает сохранность и увеличивает их продуктивность (Р.Н. Уельданов, с соавт., 1983; П.Я. Гущин, Н.Г. Фенченко, 1988; В.В. Мингазов, Р.З. Курбанов, 1995, Г.Ф. Кабиров, 1999; 2000; М.Б. Утарбаев, 2002)
В последние годы появилось достаточное количество работ, показывающих, что можно управлять физиологическим, иммуноморфологическим, биохимическим, микробиологическим статусом животных и при снижении стимулировать их (В.А. Антипов с соавт., 1990, 1991; Н.С. Асфандиярова с соавт., 1993; Н.А. Тюкавкина с соавт., 1997; А.Н. Панин, 2005; Р.Т. Маннапова, 2006, 2007). Однако, вопросы изучения физиологии, морфологии, иммунитета в комплексе с состоянием минерального обмена, гормонального статуса и естественного микробиоценоза дыхательных путей и кишечника при йодной недостаточности свиней остаются малоизученными и не являются фундаментальной основой для разработки обоснованной системы кормления и выращивания, профилактики и лечения животных в биогеохимических провинциях с недостаточностью йода.
В связи с вышеизложенным целью настоящей работы явилось - провести комплексное исследование влияния разных способов введения йодида калия (ингаляционно и с кормом) на фоне пробиотикотерапии, иммуностимуляции и внесения в рацион пробиотика, цеолита и сапропеля на состояние физиологических, иммуноморфологических, биохимических реакций, гормонального и йодного обмена, естественного микробиоценоза дыхательных путей, кишечника и разработать эффективные методы их коррекции и способы профилактики йодной недостаточности свиней.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Определить содержание йода в воде и основных кормах, используемых для свиней в биогеохимической провинции зоны Среднего Урала.
2. Установить физиологические, иммуноморфологические, биохимические и микробиологические критерии качественных и количественных показателей в организме свиней, характеризующих биогеохимическую провинцию.
3. Провести сравнительные исследования влияния на организм свиней в биогеохимической провинции с недостаточностью йода ингаляционного введения и внесения в обычный рацион йодида калия.
4. Изучить на ультрамикроскопическом уровне состояние щитовидной железы и определить характер обмена йода в щитовидной железе, активность йодпероксидазы и цитохромоксидазы в ее клетках при йодной недостаточности и разных методах введения йодида калия, на фоне внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля и иммуностимуляции.
5. Установить изменения гормонального статуса в организме свиней при йодной недостаточности и на фоне разных методов введения йодида калия, иммуностимуляции Т- и В-активинами, прополисом на фоне внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля с определением динамики изменения в крови уровня тиреоидных гормонов;
6. Изучить особенности иммунных реакций при йодной недостаточности в организме свиней и на фоне разных методов введения йодида калия, внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля, иммуностимуляции Т- и В-активинами и прополисом со сравнительной оценкой:
- естественной резистентности и фагоцитарной активности лейкоцитов;
- динамики изменения содержания Т-лимфоцитов, их популяций, В-лимфоцитов в крови и лимфоидных органах;
- показателей мононуклеарных клеток периферической крови, иммунофенотипированных с помощью моноклональных антител;
- изменения содержания сывороточных иммуноглобулинов.
7. Определить характер изменения иммуноморфологических реакций в структурах лимфоидных органов при йодной недостаточности свиней и на фоне разных методов введения йодида калия, внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля и иммуностимуляции Т- и В-активинами и прополисом с учетом динамики изменения размеров площадей иммунокомпетентных структурных компонентов глубокого пахового лимфатического узла, селезенки и тимуса.
8. Изучить иммуноклеточные реакции при йодной недостаточности в лимфоидных органах свиней и разных методах введения йодида калия на фоне внесения в рацион цеолитов, сапропеля, пробиотика лактобифид и иммуностимуляции с определением динамики изменения цитологических перестроек в миелограмме, спленограмме и аденограмме.
9. Изучить состояние микробной экологии дыхательных путей при йодной недостаточности свиней и на фоне разных методов введения йодида калия, внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля, иммуностимуляции Т- и В-активинами, прополисом со сравнительной оценкой динамики изменения содержания сапрофитной и резидентной микрофлоры.
10. Провести сравнительную оценку состояния микробно-микологической экологии кишечника при йодной недостаточности свиней и на фоне разных методов введения йодида калия, внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов сапропеля, иммуностимуляции Т- и В-активинами, прополисом с учетом динамики изменения содержания нормофлоры, условно-патогенных микроорганизмов и микроскопических грибов.
11. Определить влияние йодной недостаточности свиней и разных методов введения йодида калия на фоне иммуностимуляции Т- и В- активинами, прополисом, внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля, на сохранность и показатели прироста живой массы свиней.
Научная новизна. Впервые в условиях южной зоны Среднего Урала на основе проведенных исследований по выявлению содержания йода в воде, почве, кормах, крови, щитовидной железе получены комплексные данные о физиологии, морфологии щитовидной железы и лимфоидных органов, показателях йодного обмена, гормонального статуса, иммунитета, микробиоценоза дыхательных путей и кишечника при йодной недостаточности свиней и на фоне разных методов введения йодида калия (ингаляционно и с кормом), внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля и иммуностимуляции.
Установлена возможность коррекции нарушений йодного обмена, гормонального статуса, вторичных иммунодефицитов, дисбактериозов дыхательных путей и кишечника при йодной недостаточности.
Определены основные направления развития физиологических, иммуноморфологических, биохимических, микробиологических перестроек при йодной недостаточности в организме свиней и на фоне разных методов введения йодида калия, а также внесения в рацион животных биостимуляторов с учетом изменения активности гормонов щитовидной железы, йодпероксидазы и цитохромоксидазы в митохондриях ее клеток. Установлена эффективность и высокая степень биологического действия использованных препаратов на структурные компоненты щитовидной железы на ультрамикроскопическом уровне. Установлено влияние биостимуляторов на фоне разных методов введения йодида калия на динамику изменения показателей бактерицидной, лизоцимной активности сыворотки крови, фагоцитоза, Т- и В-систем иммунитета, мононуклеарных клеток периферической крови, иммунофенотипированных с помощью моноклональных антител, содержания сывороточных иммуноглобулинов. Определены характер и степень перестроек в Т и В-зависимых зонах лимфатических узлов, селезенки и Т-зависимой зоне тимуса, изучены иммуноклеточные реакции в миелограмме, спленограмме и аденограмме. Разработана научная концепция восстановления естественного микробиоценоза дыхательных путей и кишечника при йодной недостаточности свиней на фоне разных методов инъекции йодида калия, иммуностимуляции Т и В-активинами, прополисом и внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля, способствующая повышению колонизационной резистентности. Доказана целесообразность ингаляционного применения йодида калия в биогеохимических провинциях с недостаточностью йода для профилактики йодной недостаточности у свиней на фоне иммуностимуляции и включения в рацион пробиотика, цеолитов и сапропеля.
Разработаны оптимальные схемы эффективной профилактики йодной недостаточности свиней, способствующие повышению сохранности поголовья и среднесуточных приростов живой массы.
Практическая значимость работы. Ингаляционное введение йодида калия на фоне внесения в рацион пробиотика лактобифид, цеолитов, сапропеля и иммуностимуляции Т- и В-активинами, прополисом при йодной недостаточности свиней, способствущие восстановлению ультраструктуры, нормализации концентрации йода в щитовидной железе, оптимизации активности йодпероксидазы и цитохромоксидазы в митохондриях ее клеток; восстановлению в организме гемопоэза, естественной резистентности, фагоцитоза, показателей Т- и В-систем иммунитета в крови, лимфатических узлах, селезенке, тимусе, мононуклеарных клеток, иммунофенотипированных моноклональными антителами, иммуноглобулинов; активизации иммуноморфологических реакций в лимфоидных органах; восстановлению естественного микробиоценоза носовой полости и колонизационной резистентности кишечника; повышению сохранности поголовья и среднесуточных приростов живой массы позволяют рекомендовать эти методы, как эффективные средства профилактики йодной недостаточности свиней, в биогеохимической провинции с дефицитом йода.
Теоретически и практически обоснованы высокие иммуностимулирующие и иммунокоррегирующие свойства комплексного применения прополиса, Т- и В-активинов, лактобифида на фоне внесения в рацион цеолитаов и сапропеля, аэроионизации йодида калия при йодной недостаточности свиней для профилактики нарушений йодного обмена, гормонального статуса, вторичных иммунодефицитов, микробиоценоза дыхательных путей и дисбактериоза кишечника.
Изученные физиологические, биохимические, ультрамикроскопические, иммуноморфологические и микробиологические критерии под влиянием разных способов введения йодида калия, на фоне внесения в рацион биостимуляторов, доказывают их высокую иммунобиологическую активность при комплексной профилактике йодной недостаточности свиней и возможность широкого применения в ветеринарии и животноводстве.
Результаты экспериментальных исследований, имеющие номер государственной регистрации 0288068085 и являющиеся составной частью научных исследований, выполняемых по ГНТП Академии наук Республики Башкортостан «Стабилизация и развитие агропромышленного комплекса РБ», хоздоговорных работ Башкирского ГАУ, использованы при разработке и составлении рекомендаций, предложенных к внедрению в животноводство и ветеринарную практику.
Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены на свиноводческих фермах и комплексах Уфимского, Буздякского, Чишминского, Туймазинского, Стерлитамакского, Благоварского районов Республики Башкортостан, расположенных в биогеохимических провинциях с недостаточностью йода. По материалам диссертации разработаны и выпущены 4 рекомендации производству, утвержденные отделом ветеринарии МСХ РБ и Департаментом ветеринарии РФ. Материалы диссертации освещены в трех монографиях (1. Иммунный статус при йодной недостаточности поросят и методы его коррекции / С.Н. Аухатова, Р.Т. Маннапова. - Уфа, 2004. - 251 с. 2. Эколого-физиологические, биохимические и микробиологические аспекты применения биостимуляторов у свиней в биогеохимической провинции / Аухатова С.Н., Маннапова Р.Т.- Монография.- Уфа.-2008.- 247 с. 3. Морфофизиологические критерии оценки йодной недостаточности в организме свиней в биогеохимической провинции. / Маннапова Р.Т., Аухатова С.Н.- Москва.-2009.-250 с.).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и широко апробированы на научно-практических конференциях Башкирского государственного аграрного университета (Уфа, 1993, 2000, 2007); Башкирского государственного медицинского университета (Уфа, 1997, 1998, 2004); Башкирского государственного университета (Уфа, 1997, 2004), научных конференциях биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Актуальные вопросы прикладной биохимии и биотехнологии» (Уфа, 1998, Челябинск, 1999); научной конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии» (Санкт-Петербург, 1998); научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Троицк, 2001); международной научной конференции «Селекционные и технологические основы повышения продуктивности сельскохозяйственных животных» (Ярославль, 2003); Сибирской международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» (Новосибирск, 2004); ХVI международной научно-практической конференции «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (Санкт-Петербург, 2004); международной конференции «Пробиотики, пребиотики, антибиотики, синбиотики и функциональные продукты питания» (Москва, 2004); ХI Всероссийской научно-практической конференции «Апитерапия - ХХI век» (Рыбное, 2004); Всероссийской научной конференции «Актуальные вопросы инфекционной патологии человека, клинической и прикладной иммунологии» (Уфа, 2004); Российской научно-практической конференции «Проблемы устойчивости биоресурсов: теория и практика» (Оренбург, 2004); Международной научно-практической конференции «Современные проблемы иммуногенеза, теории и практики борьбы с паразитарными и инфекционными болезнями сельскохозяйственных животных» (Москва-Уфа, 2004); международной научно-практической конференции (Ставрополь, 2004); Всероссийской научной конференции с международным участием «Медицинские иммунобиологические препараты в ХХI веке: разработка, производство и применение» (Уфа, 2005); научно-практической конференции (Балашиха, 2005); научной общероссийской конференции с международным участием «Современные проблемы науки и образования» (Москва, 2005); международной научной конференции по патофизиологии животных (Санкт-Петербург, 2006). Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития инновационной деятельности в агропромышленном производстве» (Уфа, 2007).