CC BY
8
Вестник аграрной науки, 4(73), Август 2018, http://dx.doi.org/10.15217/48484 УДК / UDC 636.32/.38.03:612.015.3
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ЦЕНТРЫ И ПРОДУКТИВНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ОВЕЦ
BIOLOGICALLY ACTIVE CENTERS AND THE PRODUCTIVE POTENTIAL OF SHEEP
Мамаев A.B.*, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой Mamaev A.V., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department Самусенко Л.Д., кандидат биологических наук, доцент Samusenko L.D., Candidate of Biological Sciences, Associate Professor
Баркова M.B., аспирант Barkova M.V., Postgraduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
E-mail: shatone@mail.ru
Цель исследований - локализовать и дать морфологическое описание поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ) расположенных на теле овец, изучить их гистологическую структуру и механизмы функционирования, а также оценить их влияние на функциональные системы организма овец. На теле овец идентифицированы 80 ПЛБАЦ по уровню биоэлектрического потенциала (УБП). Биоэлектрическая активность ПЛБАЦ находиться в пределах от 39 до 72 мкА и тесно взаимосвязана с массой отделов центральной нервной системы животных и их воспроизводительной функцией. Топографический поиск и измерение биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ проводили по методике A.M. Гуськова, А.В. Мамаева (1996), прибором типа ЭЛАП. Из образцов отобранных тканей ПЛБАЦ готовили гистологические препараты и подвергали их исследованию на микроскопе. Часть образцов ткани подвергали биохимическим исследованиям. Для определения взаимосвязи между биоэлектрической активностью ПЛБАЦ и функциональным состоянием центральной нервной системы овец, проводили разделение головного мозга на отделы, оценивали их массу. Воспроизводительные способности овец оценивали по показателям: количество ягнят на один окот; масса ягненка при рождении, кг; тяжесть окота, %; сервис-период, дней. Установлено, что ПЛБАЦ овец расположены на границе перехода дермы в подкожную жировую клетчатку и представляют собой особый морфологический субстрат, состоящий из мышечной и волокнистой соединительной тканей с множеством мелких кровеносных сосудов (артериолы, венулы), нервных окончаний и просветов лимфатических сосудов. Установлено сравнительно высокое содержание кальция и фосфора в центрах, по отношению к прилегающим тканям. Соотношения центров по содержанию общего белка выглядит так №80>65>15>13>64. Повышение уровня биопотенциала в центрах положительно коррелирует с изменениями массы отделов центральной нервной системы и показателями воспроизводительной способности овец.
Ключевые слова: овцы, поверхностно локализованные биологически активные центры, белок, кальций, фосфор, клеточные элементы, отделы головного мозга, показатели воспроизводства.
The aim of the research is to localize and give a morphological description of the superficially localized biologically active centers (SLBAC) located on the body of sheep, to study their histological structure and mechanisms of functioning, as well as to assess their impact on the functional systems of the sheep body. 80 SLBAC on the level of bioelectric potential (LBP) are identified on the sheep body The bioelectric activity of SLBAC is in the range from 39 to 72 and is closely related to the mass of the Central nervous system of animals and their reproductive function. Topographic search
and measurement of bioelectric potential of SLBAC were carried out based on the method of A.M. Guskov, A.V. Mamaev (1996), device type ELAP. Histological preparations were prepared from the samples of the selected tissues and subjected to microscopic examination. Some tissue samples were subjected to biochemical studies. To determine the relationship between the bioelectric activity of SLBAC and the functional state of the Central nervous system of sheep, the division of the brain into departments was carried out, their mass was estimated. Reproductive ability of sheep was estimated by indicators: number of lambs per one lambs; weight of lamb at birth, kg; severity of lambs,%; service-period, days. It was found that sheep SLBAC are located on the border of the transition of the dermis into subcutaneous fat and represent a special morphological substrate consisting of muscular and fibrous connective tissue with many small blood vessels (arterioles, venules), nerve endings and lumens of lymphatic vessels. A relatively high content of calcium and phosphorus in the centers in relation to adjacent tissues was established. The ratio of the centers of the total protein content is as follows №80>65>15>13>64. Increasing the level of biopotential in the centers positively correlates with changes in the mass of the central nervous system and the reproductive ability of sheep.
Key words: sheep, superficially localized biologically active centers, protein, calcium, phosphorus, cellular elements, brain departments, reproduction indices.
Введение. В современных условиях рыночной экономики, вступления России в ВТО и внешних вызовов мирового сообщества, агропромышленный комплекс страны должен производить конкурентоспособную сельскохозяйственную продукцию, расширять и увеличивать ассортимент товаров и сырья экспортного назначения. И здесь особое место должно быть отведено одной из старейших отраслей животноводства - овцеводству.
Все больше приоритет отдается тушам овец с более равномерным распределением жировых отложений по всей поверхности туши. В этом аспекте к перспективным технологиям относится инновационный методы быстрой и объективной оценки репродуктивного и продуктивного потенциала овец, как основополагающего фактора получения от животного наибольшего количества качественной продукции с достаточной рентабельностью производства.
Одним из научных направлений в решении данной проблемы является комплексное изучение компенсаторно-приспособительных реакций живого организма, через особые образования на теле - поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ), которые и являются элементами, участвующими в реализации адаптационных реакций высокоорганизованных живых систем [1 ].
Исследованиями, проведенными Мамаевым А.В., Илюшиной Л.Д., Лещуковым К.А, (2002), Степановой С.С. (2012), на крупном рогатом скоте, свиньях и лошадях, установлено, что измеренные биофизические свойства ПЛБАЦ позволяют оценивать и впоследствии корректировать функциональную деятельность отдельных органов и систем организма животных [2].
Цель исследований - дать морфологическое описание поверхностно локализованных биологически активных центров, расположенных на теле овец, изучить их гистологическую структуру и механизмы функционирования, а также оценить их влияние на функциональные системы организма овец.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- идентифицировать на теле овец ПЛБАЦ по уровню биоэлектрического потенциала (УБП);
- установить гистологическую структуру и механизмы функционирования ПЛБАЦ;
- определить влияние функциональной активности ПЛБАЦ на репродуктивные способности животных.
Условия, материалы и методы. Исследования были проведены на овцематках пород: советский меринос, прекос и романовская, в хозяйствах Орловской области. Опытные группы овец формировались по принципу аналогов, с учетом живой массы, возраста и физиологического состояния. Топографический поиск и измерение биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ проводили по методике
A.M. Гуськова, A.B. Мамаева (1996), прибором типа ЭЛАП (Россия) [3]. Локализацию ПЛБАЦ оценивали путем экстраполяции с использованием картографий по ветеринарной акупунктуре Казеева В.Г. (2000). Места локализации помечали тушью, затем животных убивали. Отмеченные участки кожи с подкожной жировой тканью и клетчаткой, головной мозг -удаляли хирургическим путем. Из образцов отобранной ткани готовили гистологические препараты по общепринятой методике Г.А. Меркулова (1969) и подвергали их исследованию на микроскопе HitachiTM-1000. Часть образцов ткани подвергали биохимическим исследованиям. Количество общего белка определяли по методу Кьельдаля, кальция и фосфора -спектрофотометрически. Изучение локализации центров, их гистологические исследования проведены совместно с аспирантом.
Для определения взаимосвязи между биоэлектрической активностью ПЛБАЦ и функциональным состоянием центральной нервной системы овец, проводили разделение головного мозга на отделы по методике Б.Л. Белкина,
B.C. Прудникова (2007), с предварительным прижизненным измерением величины биоэлектрического потенциала центров. Извлеченный головной мозг фиксированием в 10% растворе формалина в течение 1-2 недель, с последующим взвешиванием отделов.
Для исследований были выбраны ПЛБАЦ №№ 13, 15, 64, 65, 80 с локализацией установленной опытным путём.
Воспроизводительные способности овец оценивали по показателям: количество ягнят на один окот; масса ягненка при рождении, кг; тяжесть окота, %; сервис-период, дней.
Статистическую обработку данных проводили по стандартным методам. Результаты исследований обрабатывались с помощью ПК, с использованием программ Microsoft Excel 2003 [4].
Результаты и обсуждение. На первом этапе исследований руководствуясь рекомендациями по ветеринарной акупунктуре (Казеев В.Г., 2000), нами были идентифицированы на теле овец восемьдесят ПЛБАЦ, расположенных в разных анатомических частях тела животного и имеющих строго определенную локализацию. Большое количество ПЛБАЦ было обнаружено в межпозвоночном пространстве позвоночного столба овец (в шейном и грудном отделе - 31, пояснично-брюшном - 16, крестцовом - 17, хвостовом - 5). Уровень биоэлектрического потенциала в выявленных центрах овец находился в пределах от 39,0 до 72,0 мкА. Величины биоэлектрического потенциала на поверхности тела овец в местах, окружающих поверхностно локализованные биологически активные центры, значительно ниже биоэлектрического потенциала самих поверхностно локализованных биологически активных центров, что доказывало наличие центров на теле овец. При идентификации мест локализации ПЛБАЦ была введена нумерация от 1 до 80, ранее нигде не описанная.
Как известно из литературных источников по ветеринарной акупунктуре и акупунктуре человека, центры, располагающиеся вдоль позвоночного столба животных и человека, взаимосвязаны с функционированием различных органов и систем организма. Поэтому любое воздействием на эти центры может
изменить функциональный гомеостаз, корректировать отдельные функции организма, влиять на функционирование желез внутренней секреции, связанных как с размножением, так и с различного рода обменными процессами.
Следующий этап работы заключался в выявлении гистоструктуры и механизмов функционирования центров. Для этого были выбраны ПЛБАЦ №№ 13, 15, 64, 65, 80. Данные центры и показатели репродуктивных способностей овец служили объектами исследования. Выбор данных центров для исследований определился наличием большого количества в них нервных ветвей, исходящих из разных отделов спинного мозга и проходящих в местах локализации данных биологически активных центров и их непосредственной связью через афферентные нервные окончания с головным мозгом и репродуктивной системой.
Проведя морфогистологический анализ полученного гистологического материала установлено, что ПЛБАЦ овец расположены на границе перехода дермы в подкожную жировую клетчатку и представляют собой особый морфологический субстрат, состоящий из мышечной и волокнистой соединительной тканей с множеством мелких кровеносных сосудов (артериолы, венулы), нервных окончаний и просветов лимфатических сосудов, что объясняет специфику их функционирования (рис.1).
Рисунок 1 - Фрагменты морфогистологического строения ПЛБАЦ
По периметру ПЛБАЦ наблюдаются большие скопления клеточных элементов: тучных клеток, гистиоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, в сравнении с прилегающими к центрам тканями. Скопление клеточных элементов по ходу кровеносных и нервных сосудов указывает на высокую функциональную активность центров, связанную с выработкой ими биологически активных веществ регуляторного характера.
На основании данных гистологического исследования нами был произведен биохимический анализ центров и прилегающих к ним тканей в целях установления механизмов функционирования и взаимодействия с различными системами организма.
Обнаруженные неоднородные скопления тканевых клеточных элементов (лимфоцитов, нейтрофилов, тучных клеток, макрофагов) в центрах, являющихся по своей природе внутренними эндокринными железами, вырабатывающими биологически активные вещества белкового характера, такие как: гепарин, энзимы, серотонин, гистамин позволили установить, что по количеству общего белка центры превосходят прилегающие ткани на 3,25%, кальция на 11,6%, фосфора на 8,36% (рис. 2).
Рисунок 2 - Результаты биохимического исследования поверхностно локализованных биологически активных центров овец
Сравнительно высокое содержание кальция и фосфора в центрах, по отношению к прилегающим тканям говорит об интенсивных процессах, связанных с переносом ионов и образовании биоэлектрических потенциалов. Ионы калия способствуют более быстрому перемещению ионов калия и натрия, а также проникают в пресинаптические окончания, способствуя высвобождению ацетилхолина. Возникший потенциал действия отражается на уровне биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ. Значительно большее содержание фосфора в центрах, в сравнении с прилегающими тканями, может быть связано с более интенсивно протекающими метаболическими процессами, в которых он участвует.
Данные гистологического исследования ПЛБАЦ показали различия центров между собой по содержанию клеточных элементов [9]. Это, в свою очередь, указывает на различное количество биологических вещества белкового характера вырабатываемых клеточными элементами, обуславливающими уровень биопотенциала и функциональную активность центров (рис. 3).
■ Р, мкг%
■ Са, мкг%
■ Общ, белок,%
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Рисунок 3 - Сравнительное содержание биохимических веществ в пяти ПЛБАЦ
Как показывают данные таблицы 1, наибольшее содержание общего белка обнаружено в зоне расположения центра № 80, наименьшее в центре № 64.Соотношения центров по содержанию общего белка выглядит так №80>65>15>13>64.
Таблица 1 - Среднее содержание биохимических веществ в ПЛБАЦ
Показатели №№ ПЛБАЦ
13 15 64 65 80
Общ. белок, % 13,67 13,69 13,45 13,75 13,81
Прилег. ткани 12,52 12,84 13,25 12,72 13,56
Са, мкг% 1,46 1,52 1,53 1,50 1,54
Прилег. ткани 1,25 1,32 1,38 1,29 1,47
Р, мкг% 2,93 2,98 2,96 2,91 3,00
Прилег. ткани 2,81 2,79 2,80 2,90 2,9
ПЛБАЦ№80 ПЛБАЦ№65 ПЛБАЦ№64 ПЛБАЦ№15 ПЛБАЦ №13
В исследуемых центрах содержание общего белка на 5,13% больше, чем в прилегающих тканях, что связано с более плотным расположением клеточных элементов, нервных и кровеносных сосудов зоне локализации ПЛБАЦ. Колебания в содержание белка в центрах связано с разной активностью центров и уровнем метаболических процессов веществ белковой природы.
Содержание Са и Р в центрах также носит колебательный характер. Так, установлено, что максимальное количество Са обнаружено в центре № 80, что в среднем на 2,59% превышает показатели остальных центров. По содержанию Са центры расположились в следующем порядке 80>64>15>65>13. Вне центров уровень Са на 11,25% ниже, что связано как уже говорилось выше с переносом ионов и образованием биоэлектрических биопотенциалов.
По содержанию фосфора центры расположились в следующем порядке 80>15>64>13>65. В зонах, прилегающих к центрам, содержание фосфора меньше, что возможно связано с интенсивность метаболических процессов в которых участвует фосфор, в частности, в процессах окислительного субстратного фосфорилирования, где фосфор соединяясь с субстратом образует макроэнергетические связи.
Полученные данные в комплексе с морфогистологическими исследованиями дают более полное представление о механизмах функционирования центров и их взаимосвязи с системами организма овец.
Главным регуляторным механизмом любого живого организма является центральная нервная система. Установлено, что повышение уровня биопотенциала в центрах положительно коррелирует с изменениями массы отделов центральной нервной системы. Так, при изменении УБП на 36,2% в опытной группе по отношению к контролю, масса продолговатого мозга увеличилась на 5,7%, ромбовидного на 16,6%, таламуса на 20,6%. При этом также наблюдалась и обратная взаимосвязь с массой среднего мозга, гипоталамуса и эпифиза: на 24,5%, 21,6% и 4,0%, соответственно, произошло уменьшение (рис. 4).
УБППЛБАЦ 52,81 мкА
УБППЛБАЦ 33,72 мкА
0 2 4
| Эпифиз | средний мозг | Гиптталамус
8 10 12
Таламус
■ Ромбовидный мозг
■ продолговатый мозг
18
Рисунок 4 - Связь массы отделов центральной нервной системы с УБП поверхностно локализованных биологически активных центров овец
Нами установлена прямо пропорциональная зависимость величины УБП ПЛБАЦ и воспроизводительных особенностей овец. Были сформированы три группы овец романовской породы, разного возраста. У овец был измерен биоэлектрический потенциал в пяти биологически активных центрах: № 13, 15, 64, 65, 80, определена его средняя величина и изучены воспроизводительные способности (табл. 2).
Таблица 2 - Показатели воспроизводства маток и выживаемость молодняка овец в хозяйствах Орловской области_
Опыт группы п Возраст, лет Средний УБП по % ПЛБАЦ Кол-во полученных ягнят Масса ягненка, кг Тяжесть окота, % Сервис-период, дней
всего от одной овцематки
контроль 5 4-4,5 (5-6 окот) 33,50±0,08 5 1 1,0 20 19
1 5 2,7-3,5 (3-4 окот) 37,48 ±0,03*** 6 1,2 1,2 - 14
2 6 1,5-2,5 (1-2 окот) 35,31 ±0,05*** 9 1,5 1,5 16 17
Примечание. Разница статистически достоверна по сравнению с контролем: *** - р <0,001.
Из таблицы 2 видна прямо пропорциональная связь между уровнем биопотенциала в ПЛБАЦ №№ 13, 15, 64, 65, 80 и воспроизводительными способностями овец. Так, наибольший уровень биопотенциала отмечен в первой опытной группе (третьего и четвертого окотов) - 37,48 мкА, что на 3,98 мкА выше, чем в контрольной группе. Воспроизводительные показатели животных контрольной группы, в сравнении с животными первой опытной группы, были также более низкими, например, от одной овцематки было получено по одному ягненку, что на 0,2 гол. меньше. Масса одного ягненка при рождении составляла
1 кг, что на 0,2 кг меньше, чем в первой опытной группе. У животных второй опытной группы количество ягнят на один окот и масса при рождении превышала показатели контроля соответственно на 0,5 голов и о,5 кг, сервис-период был на
2 дня короче. Сравнительно низкие показатели воспроизводительной способности овец контрольной группы можно объяснить некоторым торможением работы функциональных систем организма и в частности воспроизводительной функции, работа которой связана с активностью нервно-гуморальной системы.
Выводы. На поверхности тела овец были впервые идентифицированы 80 ПЛБАЦ, с особым морфологическим субстратом и биохимическими показателями. Биоэлектрическая активность ПЛБАЦ находится в пределах от 39 до 72 мкА и тесно взаимосвязана с массой отделов центральной нервной системы животных и их воспроизводительной функцией.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Вандан Л.А., Зальцмане В.К. Морфологические особенности биологически активных точек (Проблемы клинической биофизики). Рига, 1977. С. 51-57.
2. Вержбицкая Н.И. Морфофункциональные параметры точек акупунктуры и связанных с ними внутренних органов в разных условиях эксперимента // Теория и практика рефлексотерапии. Саратов, 1981. С.56-60.
3. Волкова О.В., Елецкий Ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой. М., 1982. 304 с.
4. Гуськов A.M., Мамаев A.B. Методическое пособие для проведения научных исследований аспирантами, соискателями и студентами в области животноводства. Орел, 1996. 39 с.
5. Ерохин А.И., Ерохин С.А. Овцеводство. М.: Изд-во МГУП, 2004. 453 с.
6. Казеев Г.В. Ветеринарная акупунктура. Москва, 2000.
7. Мамаев A.B., Самусенко Л.Д., Родин О. Ю. Физиологическая идентификация, состав и функциональная взаимосвязь с центральными регуляторными механизмами поверхностно локализованных биологически активных центров овец с разной шубной продуктивностью // КрасГАУ. 2014. № 8. С. 251-255.
8. Меркулов Г.А. Курс патогистологической техники. Москва, 1969.
9. Патент RU 2193309 С2, А 01 К67/02; А61 N5/067;A 61 Р15/00. Способ стимуляции репродуктивной функции животных, например, коров / Илюшина Л.Д. (Самусенко Л.Д.), Мамаев A.B., Лещуков К.А. № 2000133169; заявлено 28.12.2000; опубл.27.11.2002, Бюл. № 33. 34 с.
10. Петраков К.А. Оперативная хирургия с топографической анатомией животных. М.: Колос, 2001.424 с.
11. Портнов Ф.Г. Электропунктурная рефлексотерапия. Рига: Зинатне, 1982. 311 с.
12. Рябуха A.B., Самусенко О. Закономерности расположения биологически активных точек на голове птиц, млекопитающих при различных заболеваниях // Материалы одиннадцатого московского международного ветеринарного конгресса. М., 2003. С 136 -137.
13. Шевченко Б.П., Рябуха В.А. К морфологии биологически активных точек собак // Актуальные проблемы ветеринарной медицины: материалы международной научно-практической конференции. Ульяновск, 2003. Т.1. С. 70-71.
14. Кочкаров Р.Х. Плодовитость маток и сохранность ягнят советской мясо-шерстной породы // Зоотехния.2010. № 4. С 30-31.
15. Мамаев A.B., Самусенко Л.Д., Родина Н.Д. Физиолого-морфологические аспекты использования биологически активных центров в оценке продуктивного потенциала овец // Вестник Ульяновской ГСХА. 2015. № 2 (30). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/fiziologo-morfologicheskie-aspekty-ispolzovaniya-biologicheski-aktivnyh-tsentrov-v-otsenke-produktivnogo-potentsiala-ovets (дата обращения: 03.09.2018).
