CC BY
9УДК 619:611.018.54:[612.57:636.1]
ОЦЕНКА ЭЛЕКТРОЛИТНОГО БАЛАНСА
ПЛАЗМЫ КРОВИ ЧИСТОКРОВНЫХ ВЕРХОВЫХ
ЛОШАДЕЙ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕГРЕВАНИЯ
Куевда Н.Н., кандидат ветеринарных наук;
Плахотнюк Е.В., кандидат ветеринарных наук;
Шведова А.Д., обучающаяся, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского».
Метаболическое тепло, выделяемое чистокровными скаковыми лошадьми во время скачек, может быстро повышать основную температуру тела. Физиологические процессы продукции и рассеивания тепловой энергии нарушаются, существенно сдвигается кислотно-щелочное равновесие, нарушается водно-электролитный баланс - падает уровень натрия, из клеток активно выходят ионы калия. Подобная ситуация у тренируемых животных может привести к развитию аритмий. Перегревание чистокровных спортивных лошадей продолжительностью до 8 часов в сутки в период с июля по август при ТВИ 73,8-76,5 вызвало динамическое снижение концентрации общего кальция, натрия, магния в плазме крови.
Ключевые слова: чистокровные верховые лошади, гипертермия, элек-
EVALUATION OF THE ELECTROLYTE BALANCE
OF BLOOD PLASMA OF THOROUGHBRED RIDING HORSES UNDER OVERHEATING CONDITIONS
Kuevda N.N., Candidate of Veterinary Sciences;
Plakhotniuk E.V., Candidate of Veterinary Sciences; Shvedova A.D., student, Institute «Agrotechnological Academy» of the FSAEI HE «V.I. Vernadsky Crimean Federal University».
The metabolic heat released by thoroughbred racehorses during racing can rapidly increase the core body temperature. The physiological processes of production and dissipation of thermal energy are disrupted, the acid-base balance is significantly shifted, the water-electrolyte balance is disturbed - the sodium level drops, potassium ions actively leave the cells. A similar situation in trained animals can lead to the development of arrhythmias. Overheating of thoroughbred sports horses lasting up to 8 hours a day in the period from July to August at TVI 73.876.5 caused a dynamic decrease in the concentration of total calcium, sodium, magnesium in blood plasma.
Keywords: thoroughbred riding horses, hyperthermia, electrolyte balance,
169
тролитный баланс, температур- temperature and humidity index. но-влажностный индекс.
Введение. Последние десятилетия прошли под знаком глобальной проблемы человечества, вызванной индустриальной революцией - потепления, которое связано с изменением концентрации парниковых газов в атмосфере при сжигании ископаемого топлива. Важной особенностью глобального потепления является его пространственная сезонная неоднородность: так, скорость роста среднегодовой температуры на территории Российской Федерации за аналитический период от середины 1970-х годов почти втрое превышает среднюю по земному шару, а весеннее потепление в Западной Сибири происходит в три раза быстрее, чем зимнее. В 2021 году Россия заняла 15-е место в ранжированном отклонении от среднего температурного уровня, что составило +1,35 °С. Максимум летнего потепления отмечался на юге Европейской части России: (0,74 °С /10 лет для Южного Федерального округа), при этом - осреднённая аномальная температура летом 2021 года составила +2,0 °С [1].
Перегревание (тепловой стресс) является существенной проблемой животноводства. Особенно выражено это проявляется в отношении животных южных широт, круглогодично. В тоже время, на территории северного полушария отмечается тенденция изменения климата в сторону потепления - наблюдается откол многолетних глыб арктического льда вследствие таяния, происходит опреснение водоёмов. Возрастает вероятность перегревания как человека, так и животных.
В группе риск перегревания находятся в первую очередь продуктивные животные в силу особенностей метаболизма, служебные собаки и спортивные лошади, особенно во время физических нагрузок.
Метаболическое тепло, выделяемое чистокровными скаковыми лошадьми во время скачек, может быстро повышать основную температуру тела (на 1°С/ мин). Когда условия окружающей среды жаркие и влажные, нормальные физиологические механизмы охлаждения становятся неэффективными и накопленное тепло превышает критический тепловой максимум организма (по оценкам, 42 °C), что может спровоцировать сложный патофизиологический каскад процессов с потенциально летальными последствиями. Этот синдром получил название тепловой болезни при физической нагрузке («exertional heat illness», EHI) [2,3]. Клинические признаки прогрессируют и включают признаки эн-дотоксемии и повышение уровня дисфункции ЦНС. Первоначально лошади незначительно раздражительны (возбуждены, беспорядочно брыкаются), в последующем животные могут приобрести неуправляемое состояние (дезориентированы, отмечается сильная атаксия, внезапное падение), которое приводит к судорогам, коматозному состоянию и смерти [2].
Частота появлений EHI - «тепловой болезни при тренировках» (Y.Takаhаshi с соавт., 2020) значительно возрастает в летний период [3]. Чистокровные верховые лошади (M.A.Brownlow с соавт.2021), поражаются во время соревнова-
170
ний чаще на 9,5-10 % [4]. Лошади могут некоторое время поддерживать оптимальную физиологическую температуру даже в условиях перегревания, но следует учитывать, что за физиологически принятую норму принимают верхнюю границу 38,03 °С [5]. В таком случае физиологические процессы продукции и рассеивания тепловой энергии нарушаются, существенно сдвигается кислотно-щелочное равновесие, нарушается водно-электролитный баланс - падает уровень натрия, из клеток активно выходят ионы калия. Подобная ситуация у тренируемых животных может привести к развитию аритмий [6, 7].
Целью работы было изучение влияние условий гипертермии на электролитный баланс крови чистокровных верховых лошадей.
Материал и методы исследований. Для достижения поставленной цели применяли общепринятые клинические, гематологические и статистические методы исследования. Экспериментальная часть работы была выполнена в условиях лаборатории коневодства кафедры внутренней патологии животных Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И.Вернадского» в период года с марта по ноябрь.
Объект исследования - чистокровные верховые лошади, 8 голов, возрастом от 5 до 16 лет. Содержание лошадей - индивидуальные денники в здании конюшни. Лошади имеют ежедневный выгул на пастбище с 07.00 до 12.00. Рацион животных (сено, овёс, ячменная дерть) полностью удовлетворял потребность в энергии и основных питательных веществах. При клиническом исследовании лошадей применяли общепринятую схему. При оценке средней упитанности лошадей ^CS) по системе Хеннеке[8] получили 5-6 баллов из 9, оценка CNS (средняя оценка гребня шеи) составила 2 балла из 6 [9]. Кровь для исследований плазмы (уровень концентрации общего кальция, неорганического фосфора, магния, натрия, калия, хлоридов) отбирали дважды - весной и осенью, из яремной вены в пробирку с литий-гепарином. Определение показателей проводили на автоматическом биохимическом экспресс-анализаторе Fuji DRI-CHEM 4000ie лаборатории кафедры.
Мониторинг изменений температуры окружающей среды выполняли в период максимально вероятного значения - с мая по сентябрь, через каждые четыре часа с помощью гигрометра психометрического (тип ВИТ-2).
Возникновение перегревания связано не только с температурой окружающей среды, необходимо одновременно учитывать также относительную влажность и время их общего воздействия на организм животных. Для этого используют индекс температуры и влажности (Temperature-Humidity-Index, THI).
При статистической обработке оценивали достоверность различий средних зависимых выборок с учётом индивидуальных изменений показателей [10].
Результаты и обсуждение. Общее клиническое состояние исследуемых животных можно было принять за удовлетворительное, основные показатели не выходили за пределы физиологической нормы. Упитанность лошадей можно было принять за «хорошую». В тоже время, именно в летний период тип
171
характера лошадей становился более флегматичным, что следует отличать от признаков нарушений вследствие перегревания организма, на основании индикаторов реакции и тревоги животных. В период времени 12.00 -16.00 лошади помещались в денники, что исключало прямое влияние высоких температур на организм. Кроме того, было установлено, что некоторые рабочие животные перегревались в течение нескольких часов (период тренировок). У этих животных отмечали увеличение частоты сердечных сокращений для нормализации давления в ответ на гипердилятацию сосудов и увеличение кровотока. Такой усиленный кровоток перераспределял тепло от внутренних органов к поверхности туловища. Несколько увеличенная частота дыхания формировала усиленное испарительное охлаждение, которое приводило к изменению кислотно-щелочного баланса
Анализ изменений ТН1 представлен таблице 1.
Таблица 1. Мониторинг температурно-влажностного индекса (ТН1) по месяцам наблюдений (май - сентябрь)
Время суток 06.00 09.00 12.00 15.00 18.00 21.00
Май
ТН1 62,8±1,1 67,2±1,13 67,3±0,95 65,2±0,74 57,6±0,95 56,0±1,0
Июнь
ТН1 66,7±0,94 70,0±1,02 70,2±1,0 68,9±1,0 64,6±0,9 62,2±0,9
Июль
ТН1 73,8±0,61 76,3±0,6 76,5±0,62 75,4±0,6 71,5±0,5 69,1±0,6
Август
ТН1 72,5±3,0 75,4±2,98 75,6±3,4 74,6±3,0 70,8±2,8 68,7±2,6
Сентябрь
ТН1 60,2±0,95 64,6±0,96 65,4±0,94 63,1±1,01 58,5±1,01 55,8±1,02
Из данных таблицы 1 следует, что в наблюдаемом временной периоде исследований три месяца (май, июнь, сентябрь) не вызывали существенного температурного и влажностного влияния на организм лошадей. В течение двух месяцев (июль и август) в светлое время суток отмечали показатели ТН1, характерные для лёгкого теплового стресса (ТШ > 68) и умеренного теплового стресса (ТН1 > 72). Следовательно, можно сделать вывод, что условия июля и августа были наиболее критичными для лошадей. А определение индекса через 4-х часовой интервал позволяет сделать заключение, что опасными для лошадей были как прогулки, так и тренинг во вторую половину светового дня.
В исследуемой плазме крови лошадей отмечались изменения электролитного баланса в условиях перегревания. Данные представлены в таблице 2.
172
Таблица 2. Анализ электролитного баланса плазмы крови лошадей,
(ммоль/л)
Показатель Ca P Mg Na K Cl
Сезон Весна
M±m 3,3±0,03 0,9±0,08 0,95±0,03 137,2±0,5 3,6±0,2 98,5±0,99
Cv,% 1,97 21,4 6,8 0,9 10,2 2,5
Сезон Осень
M±m 3,1±0,1 0,9±0,05 0,80±0,01 135,8±0,9 3,2±0,22 99,0±0,6
Cv,% 4,5 12,4 2,3 1,57 16,50 1,43
p<0,001 - p<0,001 p<0,05 - -
Из данных таблицы 2 следует, что критические условия окружающей среды, приводящие к перегреванию, наибольшее влияние оказали на концентрацию общего кальция и магния - отмечалось значительное снижение этих показателей (р<0,001). Уровень натрия также снизился (р<0,05), но менее выражено. В тоже время, не отмечали динамических изменений концентрации калия и хлоридов. Ряд источников (M.I.Lindinger с соавт.) отмечают, что наиболее динамичные изменения наблюдаются в отношении концентрации одновалентных ионов, в первую очередь калия и хлоридов. Данные изменения наиболее выражены в первые несколько часов после перегревания. В последующем отмечается восстановление концентрации электролитов плазмы крови до физиологического уровня [7]. При выполнении собственных исследований мы установили, что уровень калия в среднем по точкам определения практически не менялся. В тоже время, концентрация калия варьировала среди прочих электролитов плазмы крови (10-16%), за исключением концентрации неорганического фосфора (12-21%).
Можно предположить, что снижение уровня кальция, магния и натрия в плазме крови спортивных лошадей оказало влияние на состояние сердечно-сосудистой системы в целом и проводящую способность миокарда в частности. Это позволяет заложить перспективу дальнейших исследований.
Выводы. Перегревание чистокровных спортивных лошадей вызвало динамическое снижение концентрации общего кальция, натрия, магния в плазме крови.
Список использованных источников
1.Доклад об особенностях климата на территории Российской Федерации за 2021 год / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). -
References:
1. Report on climate features in the Russian Federation for 2021 / Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring (Roshydromet). - M., 2022. - 108 p.
173
М., 2022. - 108 стр.
2. Brownlow M. An Overview of Exertional Heat Illness in Thoroughbred Racehorses: Pathophysiology, Diagnosis, and Treatment Rationale / MA Brownlow, JX Mizzi // Animals (Basel). - Feb, 2023.
- No.9. - P. 13 (4):610.
3. Takahashi Y., Takahashi T. Risk factors for exertional heat illness in Thoroughbred racehorses in flat races in Japan (2005-2016) / Y.Takahashi, T.Takahashi // Equine Veterinary Journal.
- 52 (2020). - P.364-368.
4. Brownlow M.A.An investigation into environmental variables influencing post-race exertional heat illness in thoroughbred racehorses in temperate eastern Australia / MA Brownlow, JR Brotherhood // Australian veterinary journal. - 2021. - Vol. 99, No.11. -P.473-481.
5. Brownlow M.A. Thermo-regulatory capacity of the thoroughbred racehorse and its relationship to the pathogenesis of exertional heat illness / MA Brownlow, Mizzi JX // Equine Veterinary Journal. - 2020. - No.8. -P.403-421.
6. Trigg L.E. Risk factors for, and prediction of, exertional heat illness in Thoroughbred racehorses at British racecourses / LE Trigg, S Lyons, S Mullan// Sci Rep. - 2023 Mar 14;13(1):3063.
7. Nomura M, Choice T, Ishikawa Y, Mizobe, F, Sakai, S, Kusano, K. Prevalence of post-race exertional heat illness in thoroughbred racehorses and climate conditions at racecourses in Japan / Nomura M., Т Choice // Journal Equine Science. - 2019 - No. 30. -Р. 17-23.
8. Hall E.J. Establishing a
2. Brownlow M. An Overview of Exertional Heat Illness in Thoroughbred Racehorses: Pathophysiology, Diagnosis, and Treatment Rationale / MA Brownlow, JX Mizzi // Animals (Basel). - Feb, 2023.
- No.9. - P. 13 (4):610.
3. Takahashi Y., Takahashi T. Risk factors for exertional heat illness in Thoroughbred racehorses in flat races in Japan (2005-2016) / Y.Takahashi, T.Takahashi // Equine Veterinary Journal.
- 52 (2020). - P.364-368.
4. Brownlow M.A.An investigation into environmental variables influencing post-race exertional heat illness in thoroughbred racehorses in temperate eastern Australia / MA Brownlow, JR Brotherhood // Australian veterinary journal. - 2021. - Vol. 99, No.11. -P.473-481.
5. Brownlow M.A. Thermoregulatory capacity of the thoroughbred racehorse and its relationship to the pathogenesis of exertional heat illness / MA Brownlow, Mizzi JX // Equine Veterinary Journal. - 2020. - No.8. -P.403-421.
6. Trigg L.E. Risk factors for, and prediction of, exertional heat illness in Thoroughbred racehorses at British racecourses / LE Trigg, S Lyons, S Mullan// Sci Rep. - 2023, Mar 14;13(1):3063.
7. Nomura M, Choice T, Ishikawa Y, Mizobe, F, Sakai, S, Kusano, K. Prevalence of post-race exertional heat illness in thoroughbred racehorses and climate conditions at racecourses in Japan / Nomura M., T Choice // Journal Equine Science. - 2019 - No. 30. -P. 17-23.
8. Hall E.J. Establishing a YardSpecific Normal rectal Temperature
174
YardSpecific Normal rectal Temperature Reference Range for Horses / E.J.Hall, A.J.Carter, A.G.Stevenson, C.Hall // Journal of Equine Veterinary Science. -2019. - N.74. - P.51-55.
9. Plasma volume and ions during exercise in cool, dry; hot, dry; and hot, humid conditions / M.I.Lindinger, R.J.Geor, G.L.Ecker, et al. // Equine Veterinary Journal. - 20 (1995) 133-139.
10. Юнкеров В.И. Математи-ко-статистическая обработка данных медицинских исследований / В.И. Юнкеров, С.Г. Григорьев. - С.-Пб., 2002. - 134 с.
Reference Range for Horses / E.J.Hall, A.J.Carter, A.G.Stevenson, C.Hall // Journal of Equine Veterinary Science. -2019. - N.74. - P.51-55.
9. Plasma volume and ions during exercise in cool, dry; hot, dry; and hot, humid conditions / M.I.Lindinger, RJ.Geor, G.L.Ecker, et al. // Equine Veterinary Journal. - 20 (1995) 133-139.
10. Junkerov V.I. Mathematical and statistical processing of medical research data / V.I. Junkerov, S.G. Grigoriev. -S.-Pb., 2002. - 134 p.
Сведения об авторах:
Куевда Николай Николаевич -кандидат ветеринарных наук, доцент, заведующий кафедры внутренней патологии животных Института «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail: terapy-abip@mail.ru, 295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агро-технологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского».
Плахотнюк Екатерина Вячеславовна - кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры терапии и паразитологии факультета ветеринарной медицины Института «Агротехнологи-ческая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», e-mail: 13_Katy@mail.ru, 295492, п. Аграрное, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И.Вернадского».
Шведова Алла Дмитриевна - обу-
Information about the authors:
Kuevda Nikolay Nikolayevich -Candidate of Veterinary Sciences, Head of the Department of Internal Pathology of Animals of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: terapy-abip@mail.ru, Institute
"Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Plakhotniuk Ekaterina
Vyacheslavovna - Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor of the Department of Therapy and Parasitology of the Faculty of Veterinary Medicine of Institute "Agrotechnological Academy" FSAEI HE «V.I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: 13_Katy@mail.ru, Institute "Agrotechnological academy" of the
175
чающаяся 4 курса направления специальности 36.05.01 «Ветеринария», Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ имени В.И. Вернадского», terapy-catu@ yandex.ru,295492, Россия, Республика Крым, г. Симферополь, п. Аграрное, Институт «Агротехнологическая академия» ФГАОУ ВО «КФУ им. В.И. Вернадского».
FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
Shvedova Alla Dmitrievna - 4th year student of the specialty 36.05.01 "Veterinary Medicine" of the Institute "Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", e-mail: terapy-catu@yandex.ru, Institute
"Agrotechnological academy" of the FSAEI HE "V.I. Vernadsky Crimean Federal University", Agrarnoye v., Simferopol, Republic of Crimea, 295492, Russia.
176
