Физиолого-биохимическое обоснование лабильности липидно-углеводного метаболизма и его коррекции у крупного рогатого скота (22.06.2009)

Автор: Душкин Евгений Васильевич

ДУШКИН Евгений Васильевич

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЛАБИЛЬНОСТИ ЛИПИДНО-УГЛЕВОДНОГО МЕТАБОЛИЗМА И ЕГО КОРРЕКЦИИ У КРУПНОГО РОГАТОГА СКОТА

03.00.13 – физиология

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

ОРЁЛ – 2009

Диссертационная работа выполнена в лаборатории биохимии лактации и высокой продуктивности молочного скота Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных и в лаборатории кормления и физиологии сельскохозяйственных животных Государственного научного учреждения Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства.

Научный консультант – доктор биологических наук, профессор

Еременко В.И.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Козлов А.С.

доктор биологических наук, профессор

Крапивина Е.В.

доктор биологических наук, профессор

Семенютин В.В.

Ведущее предприятие – Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский

институт животноводства.

Защита состоится 30 сентября 2009 года на заседании диссертационного совета ДМ 220.052.03 при ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» по адресу: 302019, г. Орёл, ул. Генерала Родина, 69.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» по адресу: 302019, г. Орёл, Бульвар Победы,19.

Автореферат разослан «____» ______________ 2009 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

к.б.н., доцент К.А. Лещуков

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы исследований. В последние годы повсеместно в молочном животноводстве, как в нашей стране, так и за рубежом наблюдается выраженная тенденция к ввозу и разведению импортных голштино-фризских коров, отличающихся высокой молочной продуктивностью, и относительно низкой жирномолочностью, экологической и физиолого-биохимической устойчивостью. Однако недавние сравнительные исследования показали, что некоторые породы с гораздо меньшей живой массой (джерсеи, айрширы), по крайней мере, не уступают голштинофризам по продуктивности, эффективности и адаптационной способности. В нашей стране предположительно такой породой животных является ярославский скот. Ярославская порода крупного рогатого скота известна как порода молочного направления продуктивности, сочетающая высокие удои с высоким содержанием жира в молоке, хорошей приспособленностью к климату России и местным условиям кормления и неприхотливостью к условиям содержания. Вместе с тем, ярославские коровы весьма отзывчивы на улучшение условий кормления. Эти качества определяют не только необходимость их породного сохранения, но и требуют более глубокого изучения генетических, физиологических и метаболических параметров ярославских коров, а также других отечественных пород скота.

Общее функциональное состояние организма отражается в параметрах динамического гомеостаза внутренней среды, оказывает значительное влияние на продуктивность животных и компоненты внутренней среды, которые могут способствовать, препятствовать или не оказывать существенного влияния на степень реализации потенциальных наследственных задатков продуктивности животных. Поэтому данные о связи активности метаболитов обмена веществ и удоя коров мы рассматриваем как результат селекционного сочетания показателей продуктивности и внутренней среды, которые непосредственно связаны с реабилитацией липидно-углеводного обмена по фазам репродуктивного цикла, и которые в разных популяциях и группах животных (породах) всегда будет разным.

В разное время делались попытки изучить некоторые количественные стороны жирового обмена по липидным показателям крови, однако полной картины липидного метаболизма у жвачных еще не получено.

Физиологически липидно-углеводные метаболиты имеют значение, прежде всего, как наиболее активные источники энергии, а липиды, в свою очередь, как и гидрофобные компоненты клеточных мембран. Входящие в липиды незаменимые жирные кислоты и их дериваты необходимы для роста и поддержания оптимальной структуры и функции мембран через их участие в фосфолипидном синтезе, а также для образования простагландинов – важных регуляторов клеточного метаболизма.

В тесной связи с особенностями липидно-углеводного обмена у жвачных необходимо рассматривать вопросы синтеза у них молочного жира. В проблеме образования молочного жира у жвачных более или менее выясненными является происхождение жирных кислот с относительно короткой углеродной цепью и глицерола. Исследованиями последних лет показано, что жирные кислоты от С4 до С16 (частично) образуются путем синтеза из низкомолекулярных предшественников – ацетата и бета-оксибутирата. Однако, синтез жирных кислот в секреторных клетках вымени обеспечивает хотя и значительную (до 50% по весу), но только часть жирных кислот молочного жира. Другая часть жирных кислот липидов молока, а именно высокомолекулярных жирных кислот, происходят в результате их поглощения молочной железой из крови. Однако, точное соотношение этих двух источников молочного жира до сих пор окончательно не установлено. В значительной мере это объясняется тем, что недостаточно известно, в составе каких липидов поступают в молочную железу готовые жирные кислоты из крови. Необходимые исследования в данном направлении сдерживались отсутствием достаточного надежных методов определения отдельных классов липидов и составляющих их компонентов.

Этим можно объяснить недостаточную разработанность более общей проблемы – проблемы липидно-углеводного метаболизма у сельскохозяйственных животных. Данные о липидно-углеводных метаболитах крови у жвачных животных, в частности, у ярославского скота, как правило, ограничиваются показателями содержания общих липидов, глюкозы и только в некоторых случаях приводятся концентрации ЛЖК, кетоновых тел. Что же касается таких важных в метаболическом отношении функций липидов, как НЭЖК, триацилглицеролы и ?-липопротеиды, то сведения об их обмене у животных крайне недостаточны. Это не давало возможности оценить участие каждого из липидно-углеводных метаболитов в синтезе молочного жира у лактирующих животных и, естественно, тормозило разработку теории образования жира молока у коров.

В этой же связи находится и большая противоречивость данных о корреляции между липидно-углеводными метаболитами крови и продукцией молочного жира у коров. В ряде исследований отмечалась положительная корреляция некоторых липидно-углеводных метаболитов крови с общим выходом молочного жира. По данным других исследователей связь этих показателей была несущественной или совсем не наблюдалась.

Совершенно очевидно, что требуется дальнейшее изучение проблемы, причем, в особенности тех ее аспектов, которые связаны с раскрытием процесса образования и секреции молочного жира, – с одной стороны, и с выяснением физиологии высокой жирномолочности, – с другой. Поскольку последний вопрос приобретает важное значение в связи с необходимостью изыскания тестов (физиолого-биохимических показателей) для селекции животных на более высокую жирномолочность и предсказания их продуктивности в раннем возрасте.

В литературе встречаются единичные работы по определению жирнокислотного состава общих липидов молока. Эти работы выполнены в основном на коровах при скармливании им различных типов рационов, а также при патологическом состоянии организма – кетоз и др. Работ по определению жирнокислотного состава липидов крови и молочного жира по стадиям репродуктивного цикла и на разных уровнях кормления в новотельный период в доступной литературе мы не встречали.

В свете изложенного важность изучения липидно-углеводного метаболизма, обусловливающего жирномолочность ярославских коров, не подлежит сомнению. Выяснение закономерностей динамики липидно-углеводного метаболизма дает возможность сознательного их регулирования с целью дальнейшего повышения продуктивности животных, но и также целенаправленного управления ключевыми процессами образования жира и секреции молока у коров без вреда для здоровья. Последнее тем более становится актуальным, так как сложившаяся в настоящее время ситуация в животноводстве России характеризуется снижением сохранности крупного рогатого скота (Антипов, Меньшенин, Турченко, 2005; Харитонова, 2007).

Проблема сохранения здоровья высокопродуктивных коров во всем мире стоит очень остро (Некрасов, Головин, Кирилов, Виноградов, 2007) и является одной из важных проблем современного молочного скотоводства. (Назаренко, Цюпко, 1982).

Главная задача исследований в этой области состоит в количественном описании и выяснении регуляторных факторов адаптационных процессов липидно-углеводного обмена. Продолжительность и величина этих адаптаций, по-видимому, зависит от выделения энергии с молоком, потребления энергии с кормом, генотипа и эндокринного статуса самого животного. Однако, на сегодня мало известно об эндокринных, биохимических и генетических механизмах, лежащих в основе регуляторно-метаболических адаптаций у высокопродуктивных животных.

Метаболические адаптации в липидно-углеводном обмене, как показано в ряде недавних исследований (McNamara 1988; 1991), проявляются критическими изменениями процессов глюконеогенеза, липолиза и липогенеза, сдвигами соотношения в организме гормонов и изменениями реактивности тканей на эндокринные и другие модуляторы. Однако экспериментальных данных в этом разделе физиологии и биохимии пока недостаточно. Между тем такие исследования позволили бы лучше понять вклад тканевых липидных резервов в общую энергетику организма и образование молока, что пополнило бы теорию липидного метаболизма коров и имело бы значение для обоснования подготовки животных к отелу и последующего их раздоя.

Молочные коровы в течение репродуктивного цикла (сухостоя и лактации) последовательно находятся в состоянии положительного и отрицательного баланса энергии, даже в условиях достаточного обеспечения кормами. Избыток энергии потребляемого корма резервируется в форме липидов в жировой ткани. При возрастании энергетических затрат, особенно во время ранней фазы лактации, мобилизация жирных кислот из жировых депо может обеспечить до половины потребностей животных в энергии. С другой стороны, коровы секретируют большое количество жирных кислот с молочными липидами: примерно в три раза больше, чем потребляют с кормами. Следовательно, в организме коров, тем более, жирномолочных, должно синтезироваться (с учетом синтеза жирных кислот в жировых депо) огромное количество жирных кислот. В целом по затронутым данным не трудно заключить, что коровы испытывают большое напряжение в жирнокислотном и глюкозном метаболизме, в особенности на пике лактации. Важное значение в этой связи приобретает комплексное изучение взаимосвязей между процессами метаболизма в печени, жировой ткани и молочной железе с целью управления молочной продуктивностью, жирномолочностью и здоровьем коров.


загрузка...