CC BY
11
HayKOBMM BiCHMK ^tBiBCtKoro Ha^OHa^tHoro yHiBepcMTeTy
BeTepMHapHoi Megw^HM Ta öioTexHO^oriw iMeHi C.3. I^M^Koro
Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies
ISSN 2518-7554 print ISSN 2518-1327 online
doi: 10.15421/nvlvet8359 http://nvlvet.com.ua/
UDC 636.2.09:616.8: 615.9:612.015.1
The role of the main characteristics of cortical processes in the regulation of exchanges of Cuprum
Yu.V. Kravchenko-Dovga, V.I. Karpovsky, O.V. Danchuk
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Article info
Received 31.01.2018 Received in revised form
03.03.2018 Accepted 08.03.2018
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Faculty of Veterinary Medicine, Heroyiv Oborony str., 15, Kyiv-41, 03041, Ukraine. Tel.: +38-067-767-91-33 E-mail: olexdan@ukr.net
Kravchenko-Dovga, Yu.V., Karpovsky, V.I., & Danchuk, O.V. (2018). The role of the main characteristics of cortical processes in the regulation of exchanges of Cuprum. Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies. 20(83), 295-298. doi: 10.15421/nvlvet8359
Cortical mechanisms of regulation of the content of Cuprum in the blood of cows are presented in the article. Experiments were carried out on cows of Ukrainian black-and-rumped breed of second-third lactation period of different types of higher nervous activity. The conducted researches have established that the content of Cuprum in blood of cows of strong types of higher nervous activity does not differ significantly. The content of this trace element in the blood of cows of a strong, balanced, mobile type of higher nervous activity is 12.81-13.35 pmol/dm3 In the blood of weak cows, Cuprum content is 12.22 ± 0.37 pmol/dm3, which is significantly lower by 8.0% (P < 0.05) and 8.5% (P < 0.05) than the indicators of strong animals balanced, mobile and strong balanced inert type of higher nervous activity. It is established that the strength and balance of cortical processes have the same significant effect on the content of Cuprum in the blood of cows - = 0.21 (P < 0.051). Then, as the effect of the motility of the cortical processes on the content of Cuprumum in the blood is unreliable - = 0.06. The conducted regression analysis shows that the balance and mobility of cortical processes are not interrelated with the content of Cuprum in the blood of cows (b = 0.31-0.38). Then, as with the reduction of the strength of the cortical processes per unit, the content of Cuprum in the blood of cows significantly changes in the same direction by 0.53 pmol/dm3 (P < 0.05). The determination coefficient of the strength of the cortical processes and the content of Cuprum in the blood of cows is - 0.258 (P < 0.05), and, consequently, up to 26% of variations in the content of Cuprum in the blood of cows are due to the variability of the strength of the cortical processes. The correlation analysis of the connection of the content of Cuprum in the blood of cows with the main indicators of cortical processes has shown that there is no correlation between the equilibrium and the mobility of the cortical processes with the metal content. Only the tendency for direct correlation connections of the characteristics of cortical processes with the content of Cuprum in blood of cows is established - r = 0.31-0.39. Then, as the strength of cortical processes is significantly correlated with the content of Cuprum in the blood of cows (r = 0.51; P < 0.05). Consequently, the content of Cuprum in the blood of cows of high types of higher nervous activity depends on the main characteristics of cortical processes.
Key words: higher nervous activity, Cuprum, cows.
Роль основних характеристик коркових процеав у регуляцп обмшу Купруму
Ю.В. Кравченко-Довга, В.1. Карповський, О.В. Данчук
Нацюналъний yuieepcumem 6iopecypcie i природокористування УкраХни, м. КиХв, УкраХна
У cmammi наведено кортикалът мехатзми регуляцИ' eMicmy Купруму в крoei корiв. До^ди проводили на коровах украХнсъкоХ чорно-рябоХ породи другоХ-третъоХ лактаци ргзних титв вищоХ нервовоХ дгялъностi. Проведеними до^дженнями встановлено, що вмкт Купруму в крoвi кoрiв силъних mипiв вищоХ нервовоХ дiялънocmi дocmoвiрнo не вiдрiзняemъcя. Вмкт даного мшроелементу в крoвi кoрiв силъного врiвнoвaженoгo рухливого типу вищоХ нервовоХ дiялънocmi становитъ 12,81-13,35 мкмолъ/дм3. У крoвi кoрiв слабкого типу вмкт Купруму становитъ 12,22 ± 0,37мкмолъ/дм3, що дocmoвiрнo нижче на 8,0% (Р < 0,05) та 8,5% (Р < 0,05) вiд показнимв тварин силъного врiвнoвaженoгo рухливого та силъного врiвнoвaженoгo тертного типу вищоХ нервовоХ дiялънocmi.
Встановлено, що сила i врiвноваженiсть коркових проце^в чинять однаково достовiрний вплив на вмкт Купруму в кровi корiв -ц2х = 0,21 (Р < 0,051), Тимчасомяк впливрухливосmi коркових проце^в на вмкт Купруму в кровi недостовiрний - ц2х = 0,06. Проведений регрестний аналiз свiдчить, що врiвноваженiсть та рухливкть коркових процеыв не взаемопов 'язана iз вмктом Купруму в кровi корiв (Ь = 0,31-0,38), тимчасом як при зменшенн сили коркових процеЫв на одну одиницю вмкт Купруму в кровi корiв дос-товiрно змтюеться у тому ж напрямку на 0,53 мкмоль/дм3 (Р < 0,05). Коефщент детермтаци сили коркових процеав та вмкту Купруму в кровi корiв становить - 0,258 (Р < 0,05), отже, до 26% варiацiй вмкту Купруму в кровi корiв зумовлен варiабельнiстю сили коркових процеав. Проведений кореляцшний аналiз зв 'язку вмкту Купруму в кровi корiв з основними показниками коркових процеав свiдчать про вiдсутнiсть взаемозалежностi врiвноваженостi та рухливостi коркових процеав з умктом металу. Встановлено лише тенденщю щодо прямих кореляцшних зв 'язтв даних характеристик коркових процеав зi вмктом Купруму в кровi корiв - г = 0,31-0,39, тимчасом як сила коркових процеав достовiрно прямо корелюе з вмктом Купруму в кровi корiв (г = 0,51; Р < 0,05). Отже, вмкт Купруму в кровi корiв сильних титв вищог нервовог дiяльностi залежить вiд основних характеристик коркових процеав.
Ключовi слова: вища нервова dirnbnicmb, Купрум, корови.
Вступ
Кора великих швкуль головного мозку е центром, який спрямовуе й коригуе дiяльнiсть ycix оргашв i оргашзму в цшому (Karpovskyi et al., 2005). Наявна нервова дiяльнiсть складаеться з генетично обумовле-них характеристик нервово! системи i змш, що вини-кли шд впливом навколишнього середовища (Karpovskyi, 2010). Вивчення формування вищо! нервово! дiяльностi у процеа iндивiдуального розвитку дозволяе зрозумгга мехашзми пристосування оргашзму тварин до умов навколишнього середовища та можливосп впливу на них (Kokorina et al., 1970).
Купрум е важливим компонентом мшерального живлення та мае широкий спектр впливу на метабо-лiзм у органiзмi тварин (Zakharenko et al., 2004). Купрум взноситься до бютшав, нестача яких приводить до значних порушень в обмш речовин. 1они Купруму порiвняно з юнами шших металiв актившше взаемо-дють з утворюючи стшш комплекси
(Underwood and Suttle, 2001). Вш регулюе обмш вгга-мшу С, стимулюе функцш щитоподiбно! залози, ак-тивуе цiлий ряд ферментiв. Нестача Купруму в орга-нiзмi призводить до порушення кровотворення та обмшу (Sudakov, 1991).
Купрум е виключно ефективним каталiзатором i легко змшюе валентнiсть, внаслiдок чого може висту-пати як донором, так i акцептором електрошв. 1они Купруму використовуються у захисних мехашзмах клiтин, зокрема для запобпання токсично! ди радика-лiв Оксигену (Avtsyin, 1991). Маючи рiзнi валентш стани, Купрум залежно ввд природи i розташування л^авдв дозволяе Купрумоутримуючим бiлкам охоп-лювати широкий iнтервал окисно-ввдновних потенць алiв; у складi цитохромоксидази е ферментом дихаль-них ланцюгiв зростае (Kondrahin, 1989). Депо Купруму е печшка, тому найкращим способом оцшки дефь циту Купруму е !! бiопсiя, однак для дiагностики час-пше використовують дослвдження кровi (Underwood and Suttle, 2001). Lyman D зазначае, що часпше про-явами недостатносл Купруму спостерiгають у телят i телиць до першо! лактацп, тимчасом як нерiдко у молочних корiв пiсля 2-3 отелу дiагностують його надлишок (Lyman, 2013).
Основним джерелом надходження Купруму в ор-ганiзм е корми, з яких дорослих тварин абсорбуеться до 10% металу, а молодняку до 30%. Вмют Купруму у кормах лiмiтований його запасами в грунл та колива-еться в широких межах (1-100 мкг/кг корму) (Ibatullin
et al., 2007). Купрум сприяе переходу неоргашчного зал1за в оргашчш сполуки, сприяючи синтезу гемо-глобшу. Метал катал1зуе включення Феруму в структуру гема i сприяе дозр1ванню еритроципв на рангах стадгях розвитку. Купрум також впливае на процеси мiелiнiзацii в нервовiй системi, стимулюе iмунологiч-ний захист на первиннш i вториннiй вiдповiдi (McDowell, 2003). Купруму шпбуе активнiсть лужноi фосфатази, амшази, лiпазипепсину, входить до складу таких ферменпв, як фенолаза i гемоцiанiн. Встановлено стимулюючий вплив Купруму на вуглеводний обмш, прискорюючи процеси окиснення глюкози i затримуючи розпад глiкогену в печiнцi (Sudakov, 1991). Купрум активуе дiю шсулшу та гальмуе дiю адреналiну, стимулюе дгяльшсть гормонiв гiпофiза та усувае токсичну дiю тироксину. Процеси клгтинного дихання забезпечуються ферментами - оксидазами, що мають окиснювальнi властивостi. 1они Купруму беруть участь у транспорта амiнокислот i виведеннi азоту з оргашзму, тим самим пвдсилюючи катаболiзм бiлкiв у тканинах (Zakharenko et al., 2004). Експери-ментально доведено, що Купрум запобпае виникнен-ню окисних i енергетичних стресiв. Також отримуючи з кормами сполуки такого металу, як Купрум, тварини набувають сттйкосп до iнфекцii' з боку шшрного пок-риву та слизових оболонок шлунково-кишкового тракту i дихальних шляхiв. Це пов'язано зi здатшстю цього елементу зменшувати проникнiсть стшок кро-воносних судин та покривних тканин щодо шфекцп (O'Dell and Sunde, 1997; Underwood and Suttle, 2001).
MaTepia™ i методи дослвджень
Дослiди проводили на коровах укра!нсько1' чорно-рябоi породи 2-3-i лактацп. Тип вищоi' нервовоi дiя-льносп у корiв визначали за методикою харчових умовних рефлекав Г.В. Паршутша та Т.В. Iполiтовоi у модифкацп кафедри фiзiологii, патофiзiологii та iмунологii тварин HYEin Украши, суть яко1' полягае в оцiнцi рухово реакци тварини до мiсця пiдкрiплення кормом, швидкосп вироблення та переробки умовно-го рухово-харчового рефлексу. За результатами дос-лiдження умовно-рефлекторно1' дiяльностi було сформовано 4 дослздт групи, по 5 тварин у кожнш. До першо1' групи входили тварини сильного врiвноваже-ного рухливого, до друго1' - сильного врiвноваженого шертного, до третьо1' - сильного неврiвноваженого, до четверто1' - слабкого тишв вищо1' нервово1' дiяльностi. Матерiалом для дослвджень слугували зразки кровi
тварин, отримаш з яремно! вени. Ввдб1р кров1 проводили дв1ч1, улггку i зимою. У цшьнш кров1 визначали вмют Купруму методом атомно-абсорбцшно! спект-рофотометри в полум'яному режимi (Vlizlo et al., 2012). Результата дослвджень обробляли згiдно i3 загальновизнаними методами статистики (кореляцш-ний та однофакторний дисперсшний та регресшний анал1з) з використанням комп'ютерних програм Microsoft Exel.
Результати та ix обговорення
Проведеними дослiдженнями встановлено, що вмiст Купруму в кровi корiв сильних типiв ВНД дос-товiрно не вiдрiзняeться (табл. 1). Вмют даного мшро-елементу в кровi корiв СВР типу ВНД становить 13,28 ± 0,29 мкмоль/дм3 i у 95% корiв цього типу ВНД перебувае в межах 12,56-14,00 ммоль/дм3. Встановлено, що у 68% вах корiв СВР типу ВНД вмют Купруму коливався в межах 0,58 мкмоль/дм3. Показник стандартно! похибки середньо! величини найменший серед показник1в тварин рiзних титв ВНД i становить - 0,58, отже можлива вiдмiннiсть ввд значенням сере-днього показника вмiсту металу в кровi уае! популя-ци корiв СВР типу мiнiмальна.
Вмют Купруму у кровi корiв СВ1 типу ВНД становить 13,35 ± 0,37 мкмоль/дм3. У кровi 95% корiв цього типу ВНД вмют даного мшроелемента перебувае в межах 12,43-14,27 мкмоль/дм3, а у 68% тварин СВ1 типу вмют Купруму у вiдрiзняеться не б№ше шж на ± 0,74 мкмоль/дм3.
Таблиця 1
Статистична оцiнка вмюту Купруму (мкмоль/дм3) в кровi корiв рiзних типiв вищо! нервово! дiяльностi (П = 5)
Статистичнi
Тип ВНД
показники СВР СВ1 СН С
М 13,28 13,35 12,81 12,22
m 0,29 0,37 0,58 0,37
Р - Р > 0,05 Р > 0,05 Р < 0,05
Min. 12,55 12,28 11,11 11,55
Max. 14,03 14,18 14,32 13,35
SE 0,26 0,33 0,52 0,33
S 0,58 0,74 1,16 0,74
S2 0,34 0,55 1,34 0,55
CI 0,72 0,92 1,44 0,92
Результати дослвджень свiдчать, що вмют Купруму в кровi корiв СН типу ВНД становить 12,81 ± 0,58 мкмоль/дм3, причому в 95% корiв СН типу ВНД вмют Купруму в кровi перебувае в межах 11,3714,25 мкмоль/дм3. Крiм цього у 68% тварин СН типу вмют даного мшроелементу не вiдрiзняеться бiльше шж на 1,16 мкмоль/дм3, що характеризуе бшьшу варь абельнiсть показника, шж у представник1в iнших типiв ВНД.
У кровi корiв слабкого типу вмют Купруму становить 12,22 ± 0,37 мкмоль/дм3, що достовiрно нижче на 8,0% (Р < 0,05) та 8,5% (Р < 0,05) ввд показншлв тварин СВР та СВ1 типу ВНД. Крiм iншого встановлено, що у 95% щ^в слабкого типу ВНД вмют Купруму в кровi коливаеться в межах 11,3-13,1 мкмоль/дм3, причому в 68% цих тварин його вмют варше у межах ± 0,74 мкмоль/дм3.
Проведеними дослщженнями встановлено, що сила i врiвноваженiсть коркових процеав чинять одна-ково достовiрний вплив на вмют Купруму в кровi корiв - = 0,21 (Р < 0,051), тимчасом як вплив рух-ливосп коркових процесiв на вмют Купруму в кровi недост^рний - q2% = 0,06 (рис. 1).
0,25
0,2
5 0,15
s 0,1
0,05
0
0,21*
0,21*
0,06
M
Щ
Примтка: достжрш рiзницi (Р) з СВР типом ВНД
Сила Вр1Еиоважен1С1ъ Рухшш1сть
Основш характеристики коркових процеЫв
Рис. 1. Вплив основних властивостей коркових процеав (ц2%) на вмiст Купруму в кровi корiв (ум. од., n = 20)
Проведений регресiйний аналiз взаемозалежностi показник1в основних характеристик коркових процеав у корiв iз вмiстом Купруму в 1хнш кровi (табл. 2) вказуе, що врiвноваженiсть та рухливiсть коркових процесiв не взаемопов'язана iз вмiстом даного мжро-елемента в 1хнш кровi (b = 0,31-0,38), тимчасом як при зменшенш сили коркових процесiв на одну оди-ницю вмiст Купруму в кровi корiв достовiрно змшю-еться в тому ж напрямку на 0,53 мкмоль/дм3 (Р < 0,05).
Таблиця 2
Регресшний аналiз залежносл вмiсту Купруму у кровi корiв ввд показникiв коркових процесiв (ум. од.; n = 20)
Показник Характеристики коркових процесш
Сила Врiвноваженiсть Рухливють
Коефщент регреси 0,533 0,306 0,383
R-квадрат 0,258 0,097 0,152
P-значення 0,0224 0,1802 0,0891
Коефщент детермшацп сили коркових процеав та вмюту Купруму в кров1 корш становить - 0,258 (Р < 0,05), отже, до 26% вар1ацш вмюту Купруму в кров1 кор1в зумовлеш вар1абельн1стю сили коркових процеав.
0,51*
0,39
0,31
0
Сила Бршноважешстъ Рухлиюсть
Ochorhi характеристики коришис ттроцеав
Рис. 2. Взаемозв'язок (r) вмюту Купруму в кров1 кор1в з основними характеристиками коркових процеав (ум. од., n = 20)
Проведений кореляцшний анал1з зв'язку вмюту Купруму в кров1 кор1в з основними показниками коркових процеав сввдчать про ввдсутнють взаемозалеж-носп вр1вноваженост1 та рухливосп коркових процеав з вмютом металу (рис. 2). Встановлено лише тен-денцш щодо прямих кореляцшних зв'язшв даних характеристик коркових процеав з1 вмютом Купруму в кров1 кор1в - r = 0,31-0,39, тимчасом як сила коркових процеав достов1рно прямо корелюе з вмютом Купруму в кров1 кор1в (r = 0,51; Р < 0,05).
Таким чином, встановлено, що вмют Купруму в кров1 кор1в сильних титв ВНД достов1рно не в1др1з-няеться, тимчасом як у кор1в слабкого типу ВНД пе-ребувае на достов1рно меншому р1вн1 вщповвдно до показнишв сильних титв. Встановлеш взаемозв'язки сили коркових процеав з вмютом Купруму в кров1 кор1в.
Висновки
Встановлено достов1рний вплив 1ндив1дуальних особливостей оргатзму кор1в на вмют Купруму в кровг Сила та вр1вноважен1сть на ввдм1ну ввд рухли-восл коркових процеав достов1рно впливають на вмют Купруму в кров1 кор1в. Встановлено прям1 коре-ляцшш зв'язки сили коркових процеав з вмютом Купруму в кров1 кор1в.
References
Avtsyin, A.P., Zhavoronkov, A.A., Rish, M.A. i dr. (1991). Mikroelementozyi cheloveka: etiologiya, klassifikatsiya, organopatologiya [Human microele-mentosis: etiology, classification, organopathology]. Moskva. Meditsina (in Russian). Ibatullin, I.I., Melnychuk, D.O., & Bohdanov, H.O. (2007) Hodivlia silskohospodarskykh tvaryn [Farming
of farm animals]. Vinnytsia.: Nova Knyha (in Ukrainian).
Karpovskyi, V.I. (2010) Funktsionuvannia systemy hemostazu u koriv riznykh typiv vyshchoi nervovoi diialnosti za umov stresu [Functioning of hemostasis system in cows of different types of higher nervous activity under stress conditions]. Biolohiia tvaryn. Lviv. 12(2), 132-138. http://nbuv.gov.ua/UJRN/ bitv_2010_12_2_19 (in Ukrainian).
Karpovskyi, V.I., Trokoz, V.O., & Zhurenko, O.V. (2005). Osoblyvosti elektrychnoi aktyvnosti holovnoho mozku na foni refleksu molokoviddachi u koriv riznykh typiv vyshchoi nervovoi diialnosti [Features of electric activity of the brain against the background of reflex of milk yield in cows of different types of higher nervous activity]. Visnyk BDAU. Bila Tserkva. 33, 61-62 (in Ukrainian).
Kokorina, E.P., Skvortsov, A.A., & Tumanova, E.B. (1970). Sekretornaya deyatelnost molochnoy zhelezyi i osnovnyie vegetativnyie funktsii organizma v raznyie stadii laktatsii u korov silnogo i slabogo tipa nervnoy sistemyi [Secretory activity of the mammary gland and the main autonomic functions of the body in different stages of lactation in cows of the strong and weak type of the nervous system]. Materialyi 7-y vsesoyuznoy konferentsii po fiziolgicheskim i biohimicheskim osnovam povyisheniya
produktivnosti selskohozyaystvennyih zhivotnyih. Borovsk, 45-47 (in Russian).
Kondrahin, I.P. (1989). Alimentarnyie i endokrinnyie bolezni zhivotnyih [Alimentary and endocrine animal diseases]. Moskva. Agropromizdat (in Russian).
Lyman, D. (2013). Copper accumulation in Wisconsin Holsteins. http:/www.bovinevetonline.com.
McDowell, L.R. (2003) Minerals in animal and human nutrition. Elsevier Health Sciences. https://www.elsevier.com/books/minerals-in-animal-and-human-nutrition/mcdowell/978-0-444-51367-0
O'Dell, B.L., & Sunde, R.A. (1997). Hand book of nutritionally essential mineral elements. CRC Press. https://books.google.com.ua/books/about/Handbook_o f_Nutritionally_Essential_Mine.html?id=8ldsXzd9QQ AC&redir_esc=y.
Sudakov, M.O. (1991). Mikroelementozy silskohospo-darskykh tvaryn [Microelementosis of farm animals]. Kyiv. Urozhai (in Ukrainian).
Underwood, E.J. & Suttle, N.F. (2001). The Mineral Nutrition of Livestock. CABI Publishing. https://books.google.com.ua/books/about/The_Minera l_Nutrition_of_Livestock.html?id=ux9HPwAACAAJ &redir_esc=y.
Vlizlo, V.V. et al. (2012). Laboratorni metody doslidzhennia u biolohii, tvarynnytstvi ta veterynarnii medytsyni : dovidnyk [Laboratory research methods in biology, livestock and veterinary medicine: reference book]. Lviv: Spolom (in Ukrainian).
Zakharenko, M., Shevchenko, L. & Mykhailivska, V. (2004) Rol mikroelementiv u zhyttiediialnosti tvaryn [The role of trace elements in the life of animals]. Vet. medytsyna Ukrainy. 2, 13-16 (in Ukrainian).
