Дипломная работа: Стан мінерального обміну у бичків та шляхи його корекції

Сферою дії СаЗБ є цитоплазма, і цей білок функціонує як носій Са від апікального до базального полюсу клітин на основі механізму полегшеної дифузії. У цитоплазмі, що прилягає до апікальної мембрани, концентрація Са2+ вища (близько 10"5 М) за рахунок безперервного надходження Са із порожнини кишечнику. На протилежному боці клітини, у зоні дії Са2+-АТФ-ази, яка відповідає за вихід Са із клітини, концентрація катіона знижена (10 " М). Таким чином, між протилежними полюсами клітини існує різниця концентрації іонів Са2+. СаЗБ при безперервному переміщенні в цитоплазмі в апікальній зоні навантажується іонами Са2+ і звільнюється від них поблизу базолатеральної зони, у якій діє Са2+-АТФ-аза. При D-гіповітамінозі знижується синтез СаЗБ, унаслідок чого інгібується транспорт Са, що призводить до його недостатності в організмі[ 2, 5, 8].

У жуйних, кальцій може всмоктуватися в передшлунках і сичузі. Залежно від віку та інших факторів, абсорбція коливається від 10 до 50 %, у дорослих тварин становить 10-25 %[7]. Негативно впливає на абсорбцію кальцію надлишок фосфатів, жирів, іонів магнію. Після абсорбції кальцій потрапляє у кров і ворітною веною - у печінку, де затримується на певний час, що забезпечує рівномірний відтік його в кров та органи.За нормальних умов кальцій виводиться з організму здебільшого через кишечник. З первинної сечі близько 99 % кальцію реабсорбується, тому із сечею в корів його виділяється лише 0,1-1 г за добу. У свиней, кролів і курей-несучок із сечею його виділяється більше, ніж у тварин інших видів. Екскреція кальцію має певні вікові особливості. Зокрема, у телят до двотижневого віку кальцій виділяється в основному із сечею[33].

Регуляція всмоктування кальцію. Основним і прямим регулятором транспорту Са є вітамін D3, активні метаболіти якого відповідають за синтез СаЗБ. Крім того, вони впливають на транспорт Са шляхом модифікації ліпідного бішару мембрани. Однак цей процес багатогранний і залежить від багатьох факторів. Інтенсивність всмоктування Са залежить від його вмісту в раціоні і зумовлюється регуляцією синтезу гормонально активних форм вітаміну D3. В умовах підвищеної потреби організму в Са активність ниркової 1а -гідроксилази збільшується, тому завдяки регуляції синтезу СаЗБ вміст кальцію в організмі зростає. Інтенсивність всмоктування Са в кишечнику підвищується при зниженні його вмісту в раціоні.Фосфор. Забезпеченість організму фосфором також значною мірою впливає на обмін і всмоктування Са. Зниження вмісту фосфору в раціоні до 0,1% стимулює утворення у нир- ках 1,25(OH)2D3 , що підвищує синтез СаЗБ і абсорбцію Са. Надлишок фос -фору в раціоні знижує співвідношення між двома макроелементами, внаслі -док чого в порожнині кишки утворюються слаборозчинні фосфати кальцію, що знижує доступність всмоктування Са. За цих умов підвищується екскреція Са з калом.Паратиреоїдний гормон (ПТГ). Функція ПТГ спрямована на нормалізацію рівня Са в сироватці крові при гіпокальціємії. Зниження вмісту кальцію активує біосинтез паратгормону, який стимулює резорбцію кісткової тканини і мобілізацію з неї Са. Крім того, ПТГ інгібує реабсорбцію фосфору в нирках і через цей іон також впливає на всмоктування та обмін Са в організмі. Таким чином, функцією цього гормону є регуляція обміну ендогенних резервів мінеральних компонентів в організмі. Але для обміну кальцію в оргінізмі конче потрібен гормон, функція якого б була спрямована на регуляцію його екзогенного надходження. Таку фізіологічну роль виконують метаболіти вітаміну D3 через регуляцію синтезу СаЗБ, вплив на мінеральний обмін у кістковій тканині та регуляцію функціональної активності прищитоподібних залоз. Кальцитонін (КТ). Функцією КТ, як і ПТГ, є нормалізація рівня Са в сироватці крові. Цей ефект також опосередковано досягається через головне депо мінеральних компонентів в організмі - скелет. Але його дія протилежна дії ПТГ, тобто КТ пригнічує мобілізацію Са із кісткової тканини і стимулює відкладення катіона в скелеті. Гормонально активні форми вітаміну D3 стимулюють синтез КТ як безпосередньо, так і опосередковано - регулюючи транспорт Са. Соматотропний гормон гіпофіза (СТГ). Потреба організму в кальції протягом життя є різною. Найбільш інтенсивне всмоктування Са відбувається в період швидкої фази росту, оскільки цей процес регулюється також СТГ, дія якого опосередкована регуляцією синтезу 1,25(OH)2D3 у нирках.Статеві гормони. Здатність кишечнику всмоктувати кальцій змінюється в репродуктивний період. Вагітність, лактація, несучість у птиці супроводжуються підвищенням потреби організму в Са, а отже - і його транспорту в ки-шечнику. Проте єдиної думки щодо впливу статевих гормонів на ці процеси на сьогодні не існує. Оскільки у згадані вище періоди в організмі підвищується рівень 1,25(OH)2D3, то вважають, що вони впливають на всмоктування Са через регуляцію обміну вітаміну D3.Інсулін. При захворюванні тварин на цукровий діабет та при експериментальному цукровому діабеті порушуються структура і функція кишечнику та мінеральний обмін. Основною причиною цих змін є порушення обміну вітаміну D3 і синтезу його гормонально активних форм у нирках[ 5, 29, 37].

Обмін фосфору в нормі та при патології. В організмі дорослих тварин у розрахунку на свіжу тканину міститься 0,6-0,75% фосфору. У тілі корови масою 600 кг його міститься в середньому 3600 г . Співвідношення між кальцієм і фосфором у тілі тварин залежить від ступеня їхньої фізіоло-гічної зрілості при народженні. У телят цей показник близький до оптима-льного (1,7-1,8)[25]. Близько 83-85 % фосфору тіла дорослих тварин зна-ходиться в кістковій тканині, де він разом із кальцієм утворює кристали гід-роксіапатиту, який є головною структурою її мінерального компонента. Вміст фосфору в золі кісток досить постійний - 18-19 %. У скелеті є резерви лабільного фосфору.У м'яких тканинах фосфор міститься в основному в органічній і частково в мінеральній формах. Органічні фосфорні сполуки - це фосфопротеїни, нуклеїнові кислоти, гексозофосфати, макроергічні сполуки (АТФ, АДФ, креатинфосфат та ін.). Неорганічний фосфор є складовою частиною фосфатів кальцію, магнію, натрію, калію, амонію. Неорганічний фосфор плазми є іонізованим. В організм тварин він надходить у складі дво- і тризаміщених неорганічних фосфатів та органічних сполук - фітатів, фосфоліпідів, фосфопротеїнів і т.д. У жуйних гідроліз фітатів відбувається у передшлунках під впливом бактеріальних фітаз. Розчинні фосфати легко всмоктуються в тонкому кишечнику, особливо в проксимальній половині (порожній кишці). Важкорозчинні фосфорно-кальцієві солі (вторинні і третинні фосфати) частково адсорбуються після взаємодії із жирними кислотами й утворення комплексів із жовчними кислотами. У жуйних фосфор також всмоктується здебільшого у верхній частині тонкого кишечнику. Механізм транспорту фосфору остаточно ще не з'ясований. Згідно однієї з концепцій, [18] всмоктування фосфору залежить від його концентрації в порожнині кишечнику, згідно іншої - процес всмоктування складається із двох етапів: насиченої та пасивної дифузії, яка також залежить від концентрації фосфору. Очевидно, дифузія проходить також парацелюлярним шляхом через контакти між клітинами. Проникність цих контактів змінюється під впливом електростатичного граді-єнта, який утворюється завдяки різниці між концентрацією іонів натрію в епітеліальному шарі.Транспорт фосфору через мембрани клітини залежить від наявності іонів Na+ у клітині, де концентрація його є низькою, та поза-клітинній рідині, яка має високу концентрацію натрію і є універсальною рушійною силою переносу фосфору через апікальну мембрану ентероци-та.Низька концентрація Na+ у клітині підтримується завдяки діяльності Na+,K+-ATOa3H, що розташована на базолатеральній мембрані ентероцита. Вважають, що вихід фосфору через базолатеральну мембрану є також К+-залежним процесом. Механізм транспорту фосфору через цитоплазму ос-таточно ще не з'ясований. Вважають, що цей процес відбувається за допо-могою специфічного білкового переносника. Аналогічний механізм транс-порту фосфору виявлено в нирках.. У транспорті фосфору велике значення має ізофермент лужної фосфатази кишечнику, локалізований у глікокаліксі та мембранах посмугованої кайми ентероцитів, тобто в зоні, яка тісно пов'язана з початковим етапом входу фосфору в клітину. Лужна фосфатаза ката-лізує відщеплення фосфатної групи з органічних моноефірів фосфорної кислоти. Гідролітична активність ферменту призводить до підвищення концентрації аніонів фосфору на мембранах посмугованої кайми, що полегшує направлений вхід фосфору в клітину. Можливо, існує й інший аспект дії лужної фосфатази. Низькомолекулярні фосфорні ефіри, які знаходяться на поверхні посмугованої кайми, здатні взаємодіяти із системами, що транспортують фосфор через мембрани клітин, і таким чином блокують їхню функцію. Тому попереднє розщеплення ефірів за участі лужної фосфатази є необхідною умовою для оптимального всмоктування фосфору.Дія цього ферменту залежить від забезпеченості організму вітаміном D. При D-гіповітамінозі активність ізоферменту лужної фосфатази кишечнику знижується, що погіршує всмоктування фосфору. Підвищення загальної активності лужної фосфатази в сироватці крові за таких умов є наслідком збільшення ізоферменту кісткової тканини, який синтезується остеобластами.Крім лужної фосфатази, вітамін D регулює транспорт фосфору в кишечному епітелії через модифікацію активними метаболітами ліпідної фази мембран ентероцитів, що призводить до підвищення її проникності. Останнім часом встановлено, що вітамін D3 і його активний метаболіт 1,25(OH)2D3 у відділі порожньої кишки стимулюють активний насичуваний транспортний механізм, який залежить від концентрації Na+. Транспорт кальцію і фосфору через клітину в процесі всмоктування цих елементів у кишечному епітелії проходить різними шляхами, і фосфат не транспортується як іон, що супроводжує іон Са2+. Вплив вітаміну D на процеси всмоктування цих елементів здійснюється незалежними механізмами[ 5, 36].

Вплив нестачі або надлишку кальцію та фосфору. За недостатнього надходження з кормом кальцію і фосфору в організм відкладення їх у кістках знижується або повністю припиняється. Кістки стають м'якими, порушується їхній ріст і починається деформація. При надмірному надходженні кальцію надлишок його виводиться з організму у формі кальцію фосфату. Надмірне надходження фосфору призводить до збільшення рівня фосфатів і розвитку ацидозу, що також порушує обмін обох макроелементів[5]. При нестачі кальцію та фосфору або неправильному співвідношенні їх порушуються процеси осифікації. При цьому у кістках, що ростуть, збільшується кількість води й остеоїдної тканини, але осифікація її недостатня. Виникає невідповідність між органічною субстанцією і неорганічними компонентами кістки.[28] Найбільш виражені зміни виникають у тих ділянках, де основний ріст кістки проходить за рахунок хрящової тканини. Це відбувається в дисках епіфізів проксимальної ділянки стегнових, великогомілкових і ліктьових кісток. За недостатньої кальцифікації кістки стають м'якими і легко викривляються. Причому, не лише кістки кінцівок, а й хребта (виникає лордоз, кіфоз або сколіоз).У сироватці хворих на рахіт тварин виявляють зменшення вмісту кальцію, фосфору, підвищення у кілька разів активності лужної фосфатази, зниження вмісту метаболітів вітаміну D, лимонної кислоти. Особливо помітне підвищення активності лужної фосфатази виявлене в синовіальній рідині.Нестача кальцію і фосфору в дорослих тварин спричинює розвиток остеомаляції та остеопорозу.[15] Остеомаляція (osteomalatia; від грец. osteon - кістка, таіакіа - м'якість) - це декальцинація, збіднення кісткової тканини на мінеральні речовини, здебільшого на кальцій, фосфор, магній, внаслідок чого кістки стають м'якими, гнучкими, викривленими. Остеопороз (osteoporosis; від грец. porosis - отвір, прохід) - це одночасна резорбція мінерального й органічного компонентів, перебудова структури кістки, внаслідок якої відбувається зменшення кількості кісткових балок, зникають або повністю розсмоктуються ці елементи, розширюються гаверсові канали, кістки стають крихкими і легко ламаються. У результаті компенсації остео-порозу та остеомаляції у тварин у кісткомозкових порожнинах розростається фіброзна остеогенна тканина, тобто розвивається остеофіброз (від лат. fibrosa - волокнистий). При цьому уражуються кістки черепа: вони припухлі, болючі, деформовані, на щелепах і ребрах утворюються нарости. Перераховані стадії дистрофічного процесу в кістковій тканині (остеомаляція, остеопороз і остеофіброз) взаємозв'язані і взаємозумовлені. Вони характеризують таке захворювання дорослих тварин, як аліментарна остеодистрофія.[16]

У високопродуктивних корів 5-8-річного віку може виникати післяпологова гіпокальціємія (післяпологовий парез) - хвороба з гострим перебігом, що характеризується зниженням умісту кальцію в крові і тканинах і супроводиться парезом гладеньких і поперечносмугастих м'язів, паралічоподібним станом глотки, язика, кишечнику та коматозним станом. Вважають, що основною причиною хвороби є надлишок кальцію і нестача вітаміну D у період сухостою . Для післяпологової гіпокальціємії характерним є зниження в сироватці крові вмісту загального (7,5 мг/10 мл або 1,87 ммоль/л і менше) та іонізованого (2-3 мг/100 мл або 0,5-0,75 ммоль/л) кальцію, 25-гідроксихолекальциферолу і паратгормону. Окрім післяпологової гіпокальціємії, у високоудійних корів у перші дні після отелення може розвиватися післяпологова гіпофосфатемія. Захворювання характеризується залежуванням без втрати больової і тактильної чутливості, зниженням рівня неорганічного фосфору в сироватці крові в 1,6-2 рази (до 0,6—1 ммоль/л), порівняно з його вмістом за 3-5 днів до родів (у нормі 1,5-2,2 ммоль/л). Очевидно, що в патогенезі хвороби певну роль відіграє збільшення вмісту паратгормону і розвиток фосфатурії. Втрата фосфору з молозивом і сечею знижує активність АТФ і вміст креатинфосфату, який є донатором фосфору для АТФ [31, 34].

Окрім хвороб, спричинених аліментарною нестачею вітаміну D, кальцію та фосфору чи їх надлишком, у тварин розвивається патологія мінерального обміну, зумовлена порушенням функцій ендокринних органів, печінки та нирок, - вторинна остеодистрофія корів та ендогенний D-гіповітаміноз молодняку. Основними причинами їх виникнення є порушення обміну вітаміну D внаслідок патології органів, які беруть участь у його метаболізмі (печінка, нирки); зниження засвоєння кальцію, фосфору і вітаміну D при гастроентериті будь-якої етіології; хвороби печінки, які супроводяться значним зниженням секреції жовчі і синтезу жовчних кислот, у присутності яких розчинність і всмоктування солей кальцію підвищуються; порушення функцій прищитоподібних залоз - регуляторів мінерального обміну. У зв'язку з цим при жировій гепатодистрофії високоудійних корів, абсцесах печінки, хронічному перебігу гепатиту і кетозу розвивається вторинна патологія - остеодистрофія і рахіт[2, 17].

З приводу механізму розвитку остеодистрофії існує кілька точок зору. Багато сучасних дослідників розділяють точку зору Фрейденберга і Твері [15, 28], висловлену ними ще в 20-х роках поточного сторіччя. Вони вказують на існуючу зв'язок між остеодистрофічними процесами і кислотно-лужною рівновагою. Відповідно до зазначеної теорії, остеодистрофічний (рахітичний) процес супроводжується зниженням фосфору (гіпофосфатеміею), нагромадженням недоокислених продуктів обміну в крові, зрушенням кислотно-лужної рівноваги в бік ацидозу. Організм завдяки наявності компенсаторних механізмів намагається відновити кислотно-лужну рівновагу за рахунок виведення кислих продуктів через нирки із сечею. Однак одночасно із сечею виводиться і значна кількість кислих фосфатів, що ще більше збільшує гіпофосфатемію. Створюється як би порочне коло, а саме гіпофосфатемія веде до ацидотичного стану, у той час як виділення кислих продуктів, головним чином фосфатів, сприяє прогресуванню гіпофосфатемії. На цьому фоні відбуваються порушення й інших обмінів. В організмі накопичуються сечовина, амінокислоти, фосфати, креатини, пептиди й інші кислі продукти. Кальцій переходить зі зв'язаного стану в розчин. А це приводить до декальцинації остеоідної тканини .

Істотні зміни в діяльності різних відділів нервової системи можуть викликати вітамінна недостатність, порушення фосфорного обміну. Так, авітаміноз А супроводжується не тільки функціональними, але і дегенеративними змінами нервової тканини. Крім того доведено[21], що А-гіповітамінози супроводжуються розладом функції остеобластів і остеокластов, що приводить до змін форми і структури кісток. З вищевикладеного випливає, що А-гіповітаміноз не тільки викликає розлад вищої нервової діяльності, але і сприяє розвитку остеодистрофії. Не менш важливу роль у розвитку остеодистрофії грає вітамін D, його недолік приводить до порушення процесів утворення неорганічного фосфору з органічного і перекрученню процесу осадження фосфату кальцію, унаслідок чого порушується усмоктування сірчанокислих солей з кишечнику. Крім того, при D-гіповітамінозі зменшується реабсорбція фосфору в ниркових канальцях і порушується здатність кісток засвоювати фосфорне вапно. Усе це разом узяте призводить до гіпофосфатемії; останнього ж обумовлює ацидотичний напрямок обміну речовин, що також негативно позначається на обміні кальцію і фосфору. Спостерігається при остеодистрофіях гіпоглікемія, імовірно, потрібно розглядати як наслідок порушення фосфорного обміну і функціональної діяльності чи печінки як результат зміни в нейро-ендокринному апараті, що регулює вуглеводний обмін. На думку Н. 3. Обжорина, гіпоглікемія сприяє поступовому зниженню мозкової активності і підвищенню симпатико-адреналінової системи, у результаті чого підсилюється виділення кортикостероїдів і відбувається розростання фіброзної тканини в кістках. Виникнення при остеодистрофії болю, зв'язані з поразкою кістково-суглобного апарата, деформацією хребта, переломами кісток і т.д. , ведуть до ще більшого розладу регулюючої діяльності центральної нервової системи і тим самим збільшують дистрофічний процес[6].

2.3 Клінічні ознаки захворювання

остеодистрофія мінеральний обмін бичок

Остеодистрофію великої рогатої худоби підрозділяють, виходячи головним чином із клінічних ознак. Класифікація энзоотичної остеодистрофії великої рогатої худоби з урахуванням ваги, характеру перебігу хвороби і наслідків перехворювання розроблена недостатньо. Немає чіткого обґрунтування субклінічного і початкового клінічного процесу остеодистрофії[8,16]. Розрізняють субклінічний перебігостеодистрофії - ранній період хвороби, клінічно виражений перебіг хвороби, її розпал, угасання симптомів і реконвалесценцію. Критерієм, на підставі якого відносять тварин у ту чи іншу групу, є показник щільності тіла п'ятого хвостового хребця, виражений у мг/см3. У клінічно здорових тварин він дорівнює 831 мг/см3 і буває навіть вище, у корів із субклиничною формою остеодистрофії, що протікає, він коливається в межах 760- 830 мг/см3. Клінічно виражена остеодистрофія супроводжується зниженням щільності кістяка нижче 759 мг/см3 .

За даними С. А. Іванівським 1973 р. cубклінічна остеодистрофія протікає в основному відносно легко, малопомітно і не супроводжується якими-небудь специфічними ознаками. Загальний стан великої рогатої худоби може бути задовільним, угодованість середня і навіть гарна. Видимі слизові оболонки без змін. Може відзначатися невелике зниження апетиту. З прогресуючим захворюванням знижується вгодованість, продуктивність, затримується линяння, з'являється лизуха і порушується травлення (гіпо- і навіть атонія рубця й ін.). Зменшується щільність кістяка в середньому до 793±0,23 мг/см3. У сироватці крові відзначається гіпопротеінемія, зрушення кислотно-лужної рівноваги в бік ацидозу до 453+9 мг % і нижче. Знижується кількість еритроцитів і гемоглобіну в крові, кольоровий показник збільшується до 1,14+0,02 [6].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12