CC BY
48
Сравнительная оценка системы компонентов крови и молока у коров разного уровня адаптации до выгона на пастбище
Н.Ш. Сингариева, к.в.н., Оренбургский ГАУ
Известно, что в любой достаточно большой группе биологических объектов обязательно присутствуют организмы при прочих равных условиях (пол, порода, возраст, физиологическое состояние и пр.) с разным уровнем адаптации или уровнем здоровья [1]. В медицинских и ветеринарных источниках чаще всего говорят о трёх уровнях здоровья: абсолютно здоровые, третьего и субклинического состояний. Выделение этих групп среди клинически здоровых возможно только с помощью многомерных методов прикладной статистики, и в первую очередь кластерного, позволяющего на основе признаков объекта (показателей крови, мочи, молока и т.д.) определять его место в иерархии остальных [2].
Целью и задачей исследования было, используя алгоритм системного анализа, установить и сравнить различия функционирования системы крови и молока у коров с разным уровнем адаптации для целенаправленного управления их здоровьем.
Объектами исследования являлись клинически здоровые животные — 60 коров чёрнопёстрой породы и помесей по голштинской породе. У животных изучали морфобиохимические показатели крови и химический состав молока по стандартным методикам.
Результаты исследования. На первом этапе анализа были определены среднестатистические уровни каждого из 29 показателей организма животных (18 компонентов крови + 11 молока). Все характеристики находились в пределах физиологической нормы. Затем, применив метод Уорда, всех клинически здоровых коров разделили на три группы по 20 голов в каждой со следующим обозначением: абсолютно здоровые, третьего состояния и субклинического состояния.
На следующем этапе результаты кластеризации компонентов крови и молока коров разных групп здоровья подвергли системному анализу, с помощью разработанного алгоритма [3].
Результаты исследования. Как оказалось, структурами организма животного из 29 компонентов крови и молока организуется пирамида большой системы. У абсолютно здоровых коров
15 подсистем формируются в виде четырёхэшелонной пирамиды; у коров третьего состояния — 14 подсистем в виде четырёхэшелонной пирамиды; у животных субклинического состояния — 13 подсистем в виде трёхэшелонной пирамиды.
Отметим, что взаимодействие элементов подсистемы осуществляется путём перемещения ресурсов (вещественных, энергетических и информационных), ориентация которых определяется через знак перед свободным членом и коэффициентами регрессии уравнения.
В первом эшелоне структуры организма абсолютно здоровых животных (питания, межуточного обмена и внутренних органов) формируют восемь подсистем, через которые реализуются основные проблемы большой системы. Системообразующими (поглощение ресурсов) свойствами наделены восемь компонентов крови и молока, что составляет 27,6% (табл. 1). Максимальными свойствами обладает характеристика — лимфоциты (-5,714), минимальными — общий белок сыворотки крови (-0,148). Системоразрушающими (выделение ресурсов) свойствами обладает 21 компонент характеристики — 72,4%, с избытком вещественных, энергетических и информационных связей. Минимум отмечен у кальция молока (0,575), максимум — у миелоцитов (4,343).
Таким образом, системообразующий индекс свидетельствует о весьма слабой устойчивости эшелона и высокой его готовности к восприятию воздействий окружающей среды — 0,282.
В первом эшелоне структуры организма животных третьего состояния формируют семь подсистем. Построение подсистем обусловлено присутствием 13 системообразующих (44,8%) и
16 системоразрушающих показателей (55,2%), (табл. 1).
Индекс системообразования свидетельствует о низкой устойчивости эшелона и готовности его к восприятию воздействий окружающей среды — 0,718.
Также семь подсистем формируют первый эшелон пирамиды организма животных субкли-нического состояния. Десять показателей наделены системообразующими свойствами (34,5%) с дефицитом вещественных, энергетических и информационных связей. Максимальными свойствами обладает характеристика — лимфоциты (-4,047), минимальными — кальций сыворотки крови (-0,163). Системоразрушающими свойствами обладают 19 характеристик — 65,5%, (табл.1). Минимальные свойства присущи показателю эозинофилы (0,141), максимальными обладает общий белок в молоке (3,050).
Системообразующий индекс свидетельствует об устойчивости эшелона и готовности его к восприятию воздействий окружающей среды — 0,723.
1. Системообразующие и системоразрушающие свойства в первом эшелоне
№ Показатель Уровень адаптации
I II III
кровь
1 Общий белок -0,1488 -1,4426 -3,2805
2 Кальций 3,33526 1,64726 -0,16310
3 Фосфор 3,03125 0,77517 2,24122
4 Общие липиды 0,58210 -0,9978 -1,3426
5 Глюкоза 1,58822 0,55416 1,80417
6 Каротин 0,96914 -0,27610 1,67916
7 Эритроциты -1,5253 -1,7094 -3,8642
8 Гемоглобин -0,1937 -1,6085 -3,5084
9 Цветной показатель 1,37321 -0,13213 2,37723
10 Лейкоциты 0,89513 0,32415 -0,8927
11 Базофилы -0,3055 1,72027 0,55913
12 Эозинофилы 0,77612 -1,2567 0,14111
13 Миелоциты 4,34329 2,30128 2,11021
14 Юные нейтрофилы 4,16928 1,58124 2,02620
15 Сегментоядерные нейтрофилы 2,29024 2,44429 1,27515
16 Палочкоядерные нейтрофилы -1,9622 -0,7449 -0,5518
17 Лимфоциты -5,7141 -2,4821 -4,0471
18 Моноциты 3,97827 1,53223 1,91318
молоко
19 Жир 1,91223 -0,15112 3,04128
20 СОМО 1,05316 1,29720 2,64525
21 Плотность 0,72611 1,62425 2,39024
22 Общий белок 1,23318 -0,18211 3,05029
23 Казеин 0,99115 1,41311 2,64626
24 Сывороточные белки 1,35020 -1,9482 2,77927
25 Лактоза 1,06917 1,33121 1,94219
26 Кальций 0,5759 0,99819 1,16514
27 Фосфор -0,2126 0,79918 -0,4489
28 Каротин 1,28919 0,04514 0,35912
29 Суточный удой -0,5344 -1,7173 -3,6443
Индекс системообразования (^системообразующие ^ ^системоразрушающие) 0,282 0,718 0,723
Примечание (здесь и далее): * — сумма и место, занимаемое показателем в структуре эшелона большой системы объекта; I — абсолютно здоровые, II — третье состояние, III — субклиническое состояние.
Во втором эшелоне структуры организма абсолютно здоровых коров формируют четыре подсистемы, где присутствует восемь системообразующих показателей — 50,0%. Максимальными свойствами обладают лимфоциты (-2,128), минимальными — глюкоза сыворотки крови (-0,030) (табл. 2). Системоразрушающие свойства присущи восьми характеристикам — 50,0%. Минимальные свойства присутствуют у «кальция» молока (0,708), максимальные — у кальция сыворотки крови (1,831). Индекс сис-темообразования свидетельствует о неустойчивости эшелона и его готовности к переменам — 0,580.
В структуре второго эшелона большой системы у коров третьего состояния присутствует четыре подсистемы. Системообразующие показатели составляют 28,6%. Максимальными свойствами обладает общий белок сыворотки крови (-2,003), минимальными — число лейкоцитов (-0,061) (табл. 2). Системоразрушающие свойства присущи десяти характеристикам — 71,4%. Минимальные свойства присутствуют у каротина молока (0,092), максимальные — у плотности молока (1,834).
Системообразующий индекс свидетельствует о неустойчивости эшелона и его готовности к переменам — 0,240.
Структура второго эшелона большой системы у коров субклинического состояния также поддерживается четырьмя подсистемами. Из системообразующих показателей высокое значение принадлежит общему белку сыворотки крови (-3,406), а низкое — фосфору молока (-0,161) (табл. 2).
Системоразрушающие свойства присущи десяти характеристикам — 71,4%. Минимальные свойства у палочкоядерных нейтрофилов (0,525), максимальные — у общего белка молока (2,296).
Системообразующий индекс свидетельствует о неустойчивости эшелона и его готовности к переменам — 0,390.
Третий эшелон структуры организма абсолютно здоровых коров формируется двумя подсистемами. Отмечены шесть системообразующих показателей — 75,0%. Максимальными свойствами обладает общий белок сыворотки крови (-1,422), минимальными — каротин молока (-0,107) (табл. 3). Системоразрушающие свойства присущи двум характеристикам — 25,0%.
Минимальные свойства — у сывороточных белков молока (0,022), максимальные — у цветного показателя (0,025).
Системообразующий индекс свидетельствует о чрезвычайно высокой устойчивости и закрытости эшелона пирамиды — 80,7.
В третьем эшелоне структуры организма коров третьего состояния формируют две подсистемы. Системообразующие элементы отсутствуют (табл. 3). Системоразрушающие свойства присущи восьми характеристикам — 100,0%. Минимальные свойства у фосфора сыворотки крови
2. Системообразующие и системоразрушающие свойства во втором эшелоне
№ Показатель Уровень адаптации
I II III
кровь
1 Общий белок — -і,00з1 -з,40б1
і Кальций 1,8з11б - -0,705і
з Фосфор - 0,зізб 1,58811
4 Общие липиды -0Д105 - -0,4з4з
5 Глюкоза -0,0з08 0,5б07 0,91810
б Каротин -0,1і97 0,09і5 -
7 Цветной показатель 1,біб14 - 1,7801з
S Лейкоциты - -0,0б14 -
9 Базофилы -0,б774 1,1зб9 -
10 Миелоциты - 1,іб911 0,8з77
11 Юные нейтрофилы 0,88411 - 0,8899
1і Сегментоядерные нейтрофилы - 1,8зі1з -
1з Палочкоядерные нейтрофилы -0,7з0з - 0,5і55
1з Лимфоциты -і,1і81 - -
молоко
14 Жир 1,5з11з - -
15 СОМО - 1,і0410 -
1б Плотность 0,85010 1,8з414 -
17 Общий белок -1,775і -0,141з і,і9б14
1S Казеин - 1,59з1і 1,б801і
19 Сывороточные белки 1,70і15 - -
і0 Лактоза - - 0,70іб
і1 Кальций 0,7089 - 0,8б08
іі Фосфор -0,1б8б 0,б8і8 -0,1б14
із Каротин 0,9571і -0,з1бі -
Индекс системообразования (^системообразующие / ^системоразрушающие) 0,580 0,і40 0,з90
3. Системообразующие и системоразрушающие свойства на третьем эшелоне большой системы компонентов крови и молока у коров разного уровня адаптации перед выгоном на пастбище
№ Показатель Уровень адаптации
I II III
кровь
1 Общий белок -1,4іі1 - -0,іі4з
і Кальций - - -0,05з4
з Фосфор - 0,0081 0,9і58
4 Общие липиды - - 0,0485
5 Глюкоза -1,з04і 0,7045 -0,4б4і
б Каротин - 0,з0іі -
7 Цветной показатель 0,0і58 - -
8 Базофилы -0,з194 0,750б -
9 Миелоциты - 1,і5і7 0,зізб
10 Юные нейтрофилы - - -
11 Сегментоядерные нейтрофилы - 1,бз08 -
1і Палочкоядерные нейтрофилы -0,491з - 0,4777
молоко
1з Жир - - -
14 СОМО - 0,5з8з -
15 Плотность -0,іі15 - -
1б Казеин - 0,б7б4 -
17 Сывороточные белки 0,0іі7 - -
18 Фосфор - - -0,4771
19 Каротин -0,107б -
Индекс системообразования (^системообразующие / ^системоразрушающие) 80,7 0,00 0,б87
4. Системообразующие и системоразрушающие свойства в четвёртом эшелоне большой системы компонентов крови и молока у коров разного уровня адаптации перед выгоном на пастбище
(0,008), максимальные — у сегментоядерных нейтрофилов (1,63).
Системообразующий индекс отсутствует.
У коров субклинического состояния в третьем эшелоне также две подсистемы, которые формируются присутствием четырёх системообразующих показателей. Максимальными свойствами обладает фосфор молока (-0,477), минимальными — кальций сыворотки крови (-0,053) (табл. 3).
Системоразрушающие свойства присущи четырём характеристикам — 50,0%. Минимальные свойства у общих липидов сыворотки крови (0,048), максимальные — у фосфора сыворотки крови (0,925).
Системообразующий индекс свидетельствует о неустойчивости эшелона и его готовности к переменам — 0,687.
В четвёртом эшелоне структуры организма абсолютно здоровых коров формируют одну управляющую подсистему, где присутствует три
элемента, два из которых содержатся в крови. Здесь присутствуют только системоразрушающие показатели — 100,0%. Минимум — у базофилов крови (0,064), максимум — у каротина молока (0,572) (табл. 4).
Четвёртый эшелон пирамиды организма коров третьего состояния организуется одной управляющей подсистемой, где присутствует один системообразующий показатель — казеин молока (-0,208), 25,0% (табл. 4).
Системоразрушающие свойства присущи трём характеристикам — 75,0%. Минимальные свойства у глюкозы сыворотки крови (0,389), максимальные — у сегментоядерных нейтро-филов (0,976).
Системообразующий индекс свидетельствует о чрезвычайно низкой устойчивости и открытости эшелона пирамиды — 0,103.
В четвёртом эшелоне структуры организма коров субклинического состояния не могут сформировать управляющую подсистему из-за отсутствия среди четырёх показателей (общий белок, фосфор, глюкоза сыворотки крови и фосфор молока) системоразрушающих элементов.
Таким образом, предлагаемый системный подход в оценке взаимодействия компонентов крови и молока позволил определить, что у коров различного уровня здоровья перед выгоном на пастбище ведущими запускающими элементами являлись: у абсолютно здоровых — цветной показатель и базофилы, у животных третьего состояния — глюкоза сыворотки крови и сегментоядерные нейтрофилы, у коров субклинического состояния — фосфор молока и общий белок сыворотки крови.
Литература
1. Самотаев А.А. Применение системы обобщающих характеристик для оценки состояния объекта природного и неприродного характера // Информатика и системы управления. 2008. № 2 (16). С. 44-46.
2. Спицнадель В.Н. Основы системного анализа. СПб.: Бизнес-пресса, 2000. 326 с.
3. Самотаев А.А. Алгоритм анализа больших систем показателей объектов природного и неприродного характера // Информатика и системы управления. 2008. № 2 (16). С. 41-43.
№ Показатель Уровень адаптации
I II III
кровь
1 Общий белок - - 0,6174
2 Фосфор - - -0,3462
3 Глюкоза - 0,3892 -0,5621
4 Цветной показатель 0,3523 - -
5 Базофилы 0,0641 - -
6 Миелоциты - 0,6483 -
молоко
7 Казеин - -0,2081 -
8 Сывороточные белки 0,3832 - -
9 Фосфор - - -0,1523
10 Каротин 0,5724 - -
Индекс системообразования 0,00 0,103 1,72
системообразующие '
системоразрушающие
