УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ СВИНАРСТВА ім. О.В.КВАСНИЦЬКОГО УААН
На правах рукопису
Усенко Світлана Олексіївна
УДК 612.014,636.4.
ГОРМОНАЛЬНИЙ І БІОХІМІЧНИЙ СТАТУС СИРОВАТКИ КРОВІ СВИНЕЙ РІЗНОГО ВІКУ, СТАТІ ТА ФІЗІОЛОГІЧНОГО СТАНУ
03.00.13-фізіологія людини і тварин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Полтава - 2004
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в лабораторії фізіології Інституту свинарства ім.О.В.Квасницького Української академії аграрних наук
Науковий керівник - доктор біологічних наук, академік УААН, професор
Коваленко Віктор Федорович,
Інститут свинарства ім.О.В.Квасницького УААН,
заступник директора з наукової роботи
Офіційні опоненти – доктор біологічних наук, професор,
Гладкова Алла Іванівна,
Інститут проблем ендокринної патології
ім.В.Я.Данилевського АМН України,
завідувач лабораторії репродуктивної ендокринології
доктор біологічних наук, професор,
Бусенко Олександр Трохимович,
Національний аграрний університет,
професор кафедри виробництва молока та яловичини
Провідна установа – Інститут тваринництва УААН, м.Харків.
Захист відбудеться " 19 " березня 2004 р.
о 1000 годині, на засіданні спеціалізованої вченої ради (К.44.351.01) при Інституті свинарства ім.О.В.Квасницького УААН,
36006, м. Полтава, вул. Шведська Могила, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці
Інституту свинарства ім. О.В.Квасницького УААН,
м. Полтава, вул. Шведська Могила, 1.
Автореферат розісланий “_17_” лютого 2004 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат біологічних наук О.І.Підтереба
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Гормональній регуляції організму належить важливе місце в його системах і механізмах, за допомогою яких здійснюється реалізація спадкової програми в ході індивідуального розвитку. Тому в останні роки особливо зросла кількість досліджень, присвячених проблемам формування ендокринної системи у тварин і участі гормонів у процесах онтогенезу [Н.П.Гончаров, 1996; В.В.Данчук, 1997; А.Г.Нежданов, 1998; В.І.Максимов, 1998, 1999; А.А.Гетя, 2000; П.С.Сохацький, 2000; В.І.Степанов, 2000; Л.Б.Літвінова, 2000, 2002; R.Сlaus, 2000 та інші].
З ранніх етапів онтогенезу в організмі тварин різної статі відбуваються процеси синтезу гормонів, обумовлюючи їх нормальний ріст і розвиток. Особливо важливе значення цих речовин під час інтенсивного протікання процесів диференціації і розвитку життєво важливих систем організму.
Гормональний профіль у самки значно змінюється протягом відтворювального циклу. Найбільш виразною рисою періоду вагітності свині є швидкий ріст плодів [В.А.Кокорев, 1990]. Будучи спеціалізованими регуляторами біохімічних процесів у організмі матері і плода, гормони складають основу обміну речовин та репродукції. Вони відіграють важливу роль у регуляції метаболічних процесів, прискорюючи одні з них та сповільнюючи інші і тим підтримують цілісність і єдність організму.
Однак, на сьогодні ще відсутні матеріали, в яких сукупно висвітлюються питання динаміки гормонального і біохімічного статусу сироватки крові свиней різного віку і статі та у взаємозв’язку їх з фізіологічним станом.
Дослідження гормонального фону у взаємозвязку з метаболічним рівнем в організмі свинок у різні періоди відтворювального циклу сприятиме розробці ефективних методів спрямованого управління процесами росту і розвитку плодів, підвищенню багатоплідності, великоплідності та інтенсивності використання свиноматок.
Зв’язок роботи з науковими планами та темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичного плану науково-дослідних робіт Інституту свинарства ім. О.В. Квасницького УААН “Вивчити фізіологічні та біохімічні особливості харчотравлення і репродукції свиней та розробити нові способи підвищення їх репродуктивності” (№ державної реєстрації 0197U003277).
Мета і задачі досліджень. Мета досліджень - вивчити динаміку становлення гормонального та біохімічного статусу в організмі молодняка свиней у період статевого дозрівання та різного фізіологічного стану. Для досягнення цієї мети були вирішені такі задачі:
- вивчено динаміку вмісту гормонів тироксину (Т4), трийодтироніну (Т3), прогестерону, кортизолу, естрадіолу-17 і тестостерону в сироватці крові кнурців, кастратів та свинок за період від 120-денного віку до досягнення ними живої маси 100 кг;
- вивчено динаміку біохімічного складу сироватки крові - вміст загального білка, загальних ліпідів, загального холестерину, глюкози, калію, натрію, кальцію, неорганічного фосфору у кнурців, кастратів та свинок за період від 120-денного віку до досягнення ними живої маси 100 кг;
- вивчено рівень перелічених вище показників, що характеризують гормональний та біохімічний статус сироватки крові у свинок протягом статевого циклу та поросності;
- встановлено кореляційну залежність між рівнем вмісту гормонів і біохімічним складом сироватки крові у свиней в залежності від їх віку, статі та фізіологічного стану.
Об’єкт дослідження – динаміка гормонального та біохімічного статусу сироватки крові свиней.
Предмет дослідження – взаємозв’язок між гормональним і біохімічним статусом сироватки крові свиней та їх статтю, віком і фізіологічним станом.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше вивчено закономірності взаємозв’язків гормонального і біохімічного статусу сироватки крові у молодняка свиней різної статі в процесі росту і розвитку та у період становлення статевої функції.
Вивчено динаміку рівня гормонів і окремих біохімічних показників, а також рівень взаємозв’язків між ними у свинок протягом статевого циклу та поросності.
Встановлено суттєві взаємозв’язки між метаболічними процесами у сироватці крові свиней в залежності від віку, статі і фізіологічного стану.
Практичне значення отриманих результатів. Поглиблено пізнання ролі гормонів у процесах росту і розмноження та впливу їх на загальний рівень метаболізму в організмі тварин, що розширює і поглиблює їх значення у вирішенні проблем фізіології відтворення.
Одержані дані можуть бути використані як довідковий матеріал, що характеризує в нормі рівень гормонального та біохімічного статусу в період статевого дозрівання і протягом відтворювального циклу у свиней з метою відповідної корекції та регуляції в залежності від їх віку та фізіологічного стану.
Особистий внесок здобувача. Роботи по організації досліджень були проведені спільно зі співробітниками лабораторії фізіології ІС ім.О.В.Квасницького УААН. Лабораторні дослідження і статистична обробка цифрового матеріалу, аналіз даних літератури, формування та обґрунтування висновків і пропозицій проведені особисто автором. Загальна частка дисертаційної роботи, виконаної безпосередньо здобувачем, складає 95%.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи повідомлені і обговорені на Третій Міжнародній науково-практичній конференції Проблеми сільськогосподарської радіоекології – 15 років після аварії на ЧАЕС (Житомир – 2001), Конференції молодих вчених і спеціалістів України “Досягнення і перспективи розвитку агробіотехнології в Україні” (Київ- 2002), Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та спеціалістів “Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики” (Львів - 2003), 10-ій Міжднародній науково-практичній конференції “Перспективи розвитку свинарства” (Гродно - 2003), Міжнародній науковій конференції “Актуальні проблеми розвитку тваринництва” (Львів – 2003).
Публікації результатів досліджень. Основні матеріали досліджень викладені в 9 наукових статтях та тезах (з них 4 одноосібні).
Структура і обсяг роботи. Дисертація викладена на 148 сторінках комп’ютерного тексту, включає вступ, огляд літератури, матеріали, методи досліджень, результати власних досліджень, обговорення, висновки, практичні рекомендації, містить 34 таблиці, 1 схему, 4 рисунки, список літератури, що налічує 272 джерела, а з них 69 іноземних авторів.
МАТЕРІАЛ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Основні дослідження виконано в умовах лабораторії фізіології та експериментальній базі Інституту свинарства ім. О.В. Квасницького УААН. В експериментах використано 13 клінічно здорових тварин, серед яких 4 кнурці, 4 кастрати і 5 свинок великої білої породи, відібраних відповідно принципу аналогів – за походженням, віком (3 місяці) та живою масою (32-35кг). Утримання тварин групове - по 2-3 голови в станку. Годівля їх здійснювалась згідно кормових норм Інституту свинарства ім. О.В. Квасницького УААН.
Кров для досліджень у підсвинків відбирали щомісячно із передньої порожнистої вени в 120-, 150-, 180-, 210-денному віці та при досягненні тваринами живої маси 100 кг згідно схеми досліджень.
При досягненні свинками статевої зрілості відбирали зразки крові в період статевого спокою, охоти, на 15-, 30-, 60-, 90-, 104-, 113-у доби поросності та через 12 годин після опоросу.
Охоту у свиноматок виявляли з допомогою кнура-пробника один раз на добу (о 7 годині ранку). За початок охоти приймали час доби між двома визначеннями - коли свинка при контакті з кнуром в останній раз не виявляла рефлексу нерухомості, а потім виявляла його. Користуючись приладом УКП-1 свиноматок штучно осіменяли через 24-30 годин від початку охоти.
Зразки сироватки крові розміщували у еппендорфи, які занурювали в посудини Дьюара з рідким азотом для зберігання.
Схема досліджень
Відбір зразків крові |
Досліджувані біологічно активні речовини крові | Стать та кількість тварин |
Вік тварин, дні
Кнурці(n=4) Кастрати(n=4) Свинки(n=5)
Непоросні та поросні свинки(n=5) | 120
150
180
210
225-235 (досягнення живої маси 100кг) | Трийодтиронін(Т3)
Тироксин (Т4)
Прогестерон
Тестостерон
Естрадіол-17
Кортизол |
Загальний білок
Загальні ліпіди
Загальний холестерин
Глюкоза
Калій
Натрій
Кальцій
Неорганічний фосфор
Періоди відтворювального циклу
статевий спокій
охота
Доби поросності:
15-а
30-а
60-а
90-а
104-а
113-а
12 годин після опоросу. |
Вміст досліджуваних речовин у сироватці крові тварин визначали слідуючими методами: трийодтироніну, тироксину, прогестерону, естрадіолу-17 і кортизолу – радіоімунологічним, тестостерону - імуноферментним за методиками ІБОХ АН Республіки Бєларусь, 1995-2000, загального білка – рефрактометричним Б.І.Антонов,1991, загального холестерину - за Ільком Л.В.Беркало та ін., 1997, загальних ліпідів - сульфофосфованіліновим Б.І.Антонов, 1991, глюкози – ортотолуїдиновим Б.І.Антонов,1991, натрію і калію – потенціометричним J.Наvas et al., 1977, кальцію – комплексонометричним Л.Словак, Л.Семенкова, 1974, неорганічного фосфору – ванадат-фосфорно-молібдатним Е.А.Васильева, 1982.
Отриманий цифровий матеріал був статистично оброблений згідно програми Microsoft Excel за допомогою комп’ютера ІВМ РС Pentium III в середовищі Windows 2000. Вплив статі та віку на вміст досліджуваних речовин у сироватці крові тварин в процесі їх росту і розвитку визначали за двохфакторним дисперсійним аналізом [Г.Ф. Лакин, 1980, П. Мюллер, П.Найман, Р. Шторм, 1982].
РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Вікові та статеві особливості вмісту тиреоїдних і стероїдних гормонів у сироватці крові молодняку свиней.
Тироксин. Найвища концентрація тироксину встановлена у 120-денних кнурців, найнижча - при досягненні тваринами живої маси 100 кг (табл.1). Слід відмітити, що рівень гормону постійно знижується зі збільшенням віку тварин. В крові кастратів кількість тироксину була значно нижчою ніж у кнурців. Встановлено незначне зростання його до 180-денного віку (р0,01) з подальшим зниженням. У сироватці крові свинок найвищий вміст тироксину спостерігався при досягненні ними 120-денного віку з наступним зменшенням на 150-й день постембріонального розвитку. В період статевого дозрівання при досягненні свинками 180-денного віку концентрація гормону знову зростала, хоч не досягала рівня 120-денних тварин. В подальшому, до досягнення живої маси 100 кг, кількість тироксину зменшувалась (р0,001).
Трийодтиронін. Концентрація трийодтироніну в сироватці крові молодняка досліджуваних статево-вікових груп була значно меншою ніж тироксину. В процесі росту тварин зміни концентрації трийодтироніну були несуттєвими, однак аналогічними динаміці тироксину. Перевага вмісту тироксину над трийодтироніном є свідченням того, що перший здатний депонуватися, оскільки в периферійних тканинах він інтенсивно перетворюється у трийодтиронін.
Прогестерон. Рівень вмісту прогестерону у кнурців і кастратів з віком постійно знижувався – більше ніж в 4 рази. Кількість прогестерону у свинок від 120-ти до 180-денного віку суттєво знижувалась (р0,001), в подальшому стрімко зростала (р0,01). Очевидно, це обумовлено становленням статевої зрілості та інтенсивним розвитком яєчників у них.
Тестостерон. Із збільшенням віку (до 210-днів) концентрація тестостерону в сироватці крові постійно зростала незалежно від статі тварин.
Естрадіол-17. Загальною закономірністю динаміки вмісту естрадіолу-17 в крові підсвинків було поступове зменшення його кількості від 120-ти до 150-денного віку з наступним підвищенням його рівня у кнурців і кастратів та зниженням у свинок до 210-денного віку (р0,001).
Вміст гормону змінювався більше в кнурців, ніж у кастратів: тільки до 150-денного віку концентрація досліджуваного гормону у перших зменшилась в 2,6 рази, других – 1,7 рази. Очевидно, це обумовлено тим, що клітини Лейдіга у сім’яниках продукують певну кількість естрадіолу-17.
Таблиця 1
Динаміка вмісту гормонів у сироватці крові молодняку свиней різного віку та статі, нмоль/л, М±m.
Вік тварин, дні | Тироксин | Трийодтиронін | Прогестерон | Тестостерон | Естрадіол-17 | Кортизол
Кнурці, n=8
120 | 95,04 ±2,16 | 1,85±0,14 | 10,31±0,13 | 4,990,64 | 0,34±0,01 | 66,53±0,38
150 | 77,37 ±2,66*** | 1,31±0,06** | 4,13±0,61 | 13,011,51** | 0,13±0,004 | 65,48±6,47
180 | 70,12±2,07*** | 1,39±0,05* | 2,07±0,37 | 17,051,46** | 0,16±0,01 | 54,59±4,71*
210 | 62,01 ±1,71*** | 1,02±0,07*** | 2,38±0,47 | 22,442,51*** | 0,18±0,01 | 55,39±2,28**
225-235 (100 кг) | 58,02 ±3,14*** | 1,29±0,06*** | 1,86±0,09 | 19,821,78***0,26±0,02 | 44,84 ±6,01**
Кастрати, n=8
120 | 51,35± 3,05 | 0,95±0,05 | 18,981,65 | 2,790,33 | 0,12,003 | 69,9910,15
150 | 54,66±2,09 | 0,87±0,08 | 6,57,44***4,090,30*0,07±0,003 | 68,994,13
180 | 67,13±3,35** | 0,99±0,04 | 7,31±0,28*** | 4,900,39**0,10±0,01 | 109,149,03*
210 | 56,04±1,28 | 0,83±0,05 | 7,01±0,93*** | 5,480,52**0,13±0,003 | 70,372,24
225-235 (100 кг) | 59,04±1,32 | 0,68±0,03** | 4,56,43*** | 5,150,68*0,16±0,01 | 57,305,32
Свинки, n=10
120 | 78,61 ±4,67 | 1,59±0,14 | 12,25±1,24 | 2,930,48 | 0,29±0,02 | 72,14±6,51
150 | 62,34 ±2,66 | 1,24±0,97 | 8,75±1,19 | 3,070,46 | 0,25±0,03 | 100,27±14,07
180 | 70,92 ±2,09 | 1,39±0,09 | 2,95±0,50*** | 4,420,43* | 0,12±0,01** | 123,46±16,95*
210 | 50,87 ±3,31*** | 1,06±0,11* | 6,69±0,87** | 6,990,65*** | 0,05±0,01*** | 100,54±9,01*
225-235 (100 кг) | 53,47±1,94*** | 1,19±0,08 | 48,85±3,97** | 7,940,86*** | 0,19±0,01 | 83,48±10,59
Примітка: рівень вірогідності різниці порівняно із 120-денним віком - *- р< 0,05, **- р<0,01, ***-р<0,001; n – кількість досліджуваних зразків.
Кортизол. Особливістю динаміки концентрації кортизолу в кнурців і кастратів є її зниження з віком. Свинки характеризувались вищим вмістом кортизолу в сироватці крові порівняно з кнурцями і кастратами. Оскільки стійкість тварин до стресу певним чином обумовлена секрецією глюкокортикоїдів то, можливо, вищий вміст кортизолу в сироватці крові у свинок і обумовлює більшу їх чутливість до дії різних стрес-факторів. Свинки характеризувались зростанням концентрації цього гормону до 180-го дня (р0,05) з наступним зниженням до досягнення ними живої маси 100 кг.
Кількість досліджуваних гормонів у сироватці крові підсвинків в значній мірі обумовлювалась статтю: найбільша кількість трийодтироніну, тироксину, тестостерону і естрадіолу-17 відмічена у кнурців, найменша – кастратів. Вищою концентрацією прогестерону характеризувались кастрати і свинки, меншою – кнурці. Більший вміст кортизолу спостерігався у свинок, менший – у кнурців.
Вікові та статеві особливості біохімічного складу сироватки крові молодняку свиней.
Загальний білок. Найвищим вмістом загального білка характеризувались кнурці до 150-денного віку, пізніше – свинки. Незалежно від статі підсвинків, встановлено загальну закономірність – зменшення кількості загального білка від 120-денного віку до досягнення ними живої маси 100 кг, за виключенням незначного зростання у віці 180 днів (табл.2).
Загальні ліпіди. Найвищим рівнем загальних ліпідів характеризувались кнурці до 180-денного віку, в інші періоди – свинки. Зміна концентрації цих речовин характеризувалась зростанням у свинок і кнурців до 180-го дня з наступним зниженням.
Загальний холестерин. Найбільшим вмістом загального холестерину характеризувались кнурці до 180-денного віку, в подальшому - кастрати. У крові кастратів вміст досліджуваної речовини постійно зростав до 210-го дня їх життя (р0,001). Спільним для кнурів і свинок було зниження холестерину до 150-го дня з наступним зростанням у перших до 180-ти, других - до 210-денного віку.
Глюкоза. Найвищою концентрацією глюкози характеризувались свинки до 150-денного віку, в подальшому – кнурці. Загальною закономірністю зміни рівня вмісту глюкози у кнурів і свинок було зниження в перших – від 180-, других – від 150-денного віку до досягнення живої маси 100 кг.
Калій. До 180-денного віку найвищим рівнем калію характеризувалися кнурці (р0,05), найнижчим – свинки (р0,05). В останніх концентрація даного елементу потім зростала. У кнурців з віком спостерігалось зменшення кількості калію. У кастратів відмічена аналогічна динаміка, за виключенням періоду від 180- до 210-денного віку, коли його концентрація зросла в 1,2 рази порівняно з 150-денним.
Таблиця 2.
Динаміка біохімічного складу сироватки крові молодняку свиней різного віку та статі, М±m.
Вік тварин, дні | Загальний білок, г/л | Загальні ліпіди, г/л | Загальний холестерин, ммоль/л | Глюкоза, ммоль/л | Калій, ммоль/л | Натрій, ммоль/л | Кальцій, ммоль/л | Неорганічний фосфор, ммоль/л
Кнури, n=8 | 120 | 7,55± 0,27 | 4,80±0,20 | 3,41±0,16 | 6,73±0,51 | 5,55±0,33 | 144,50±0,95 | 2,69± 0,24 | 2,29± 0,24
150 | 7,16±0,09 | 5,13±0,19 | 2,86±0,15*7,84±0,34 | 4,92±0,20 | 142,90± 1,51 | 2,71± 0,22 | 2,83± 0,18
180 | 7,50±0,13 | 5,40±0,23 | 3,48±0,17 | 8,74±1,02 | 4,62±0,16*140,40±1,05*2,54± 0,10 | 2,83± 0,32
210 | 7,23±0,10**4,47±0,18 | 2,61±0,22*5,89±0,31 | 4,42±0,15*137,90±0,85***2,92± 0,12 | 2,94± 0,24
225-235
(100 кг) | 6,97±0,07 | 3,93±0,29 | 2,67±0,10** |
6,03±0,17 | 4,16±0,12**126,30±1,26***3,01± 0,13 | 2,73±0,09***
Кастрати, n=8 | 120 | 7,26± 0,13 | 4,40±0,15 | 2,85±0,07 | 5,41±0,68 | 5,35±0,21 | 138,87± 0,74 | 2,67± 0,21 | 2,43± 0,19
150 | 7,13±0,04 | 4,19±0,28 | 2,87±0,14 | 4,57±0,45 | 4,39±0,18**138,30± 1,37 | 2,92± 0,15 | 2,51± 0,08
180 | 7,39±0,24 | 4,33±0,18 | 3,36±0,11**4,71±0,46 | 4,55±0,07**140,10± 0,40 | 2,24± 0,12 | 3,02± 0,31
210 | 6,82±0,17 | 3,93±0,18 | 3,93±0,12***5,41±0,49 | 5,28±0,23**152,80±1,60*** | 2,69± 0,17 | 2,76± 0,18
225-235 (100 кг) | 7,02±0,07 | 4,27±0,15 | 3,18±0,155,27±0,43 | 4,85±0,26 | 142,00± 0,66*2,73± 0,16 | 2,15±0,10
Свинки, n=10 | 120 | 7,50± 0,11 | 4,21±0,10 | 3,03±0,15 | 6,99±0,25 | 4,96±0,25 | 142,40± 1,10 | 2,69± 0,10 | 2,93± 0,12
150 | 7,05±0,04** | 4,69±0,15*2,68±0,15 | 8,32±0,55 | 4,61±0,10 | 141,40± 1,22 | 3,18± 0,07**2,79± 0,07
180 | 7,78±0,14 | 5,23±0,11*** | 3,07±0,10 | 6,88±0,28 | 4,52±0,12* | 136,30± 2,24 | 2,78± 0,09 | 2,82± 0,10
210 | 7,65±0,21 | 4,80±0,18* | 3,22±0,09 | 5,66±0,14*** | 4,88±0,28** | 137,20± 0,85 | 3,30± 0,24* | 3,06± 0,27
225-235 (100 кг) | 7,32±0,08 | 4,64±0,22 | 3,05±0,07 | 5,49±0,15*** | 4,93±0,09 | 139,70± 0,63 | 3,25± 0,09** | 2,47± 0,09*
Примітка: рівень вірогідності різниці порівняно із 120-денним віком - *- р< 0,05, **- р<0,01, ***-р<0,001; n – кількість досліджуваних зразків.
Натрій. Концентрація натрію у сироватці крові свиней досліджуваних статево-вікових груп перевищувала вміст калію майже в 30 разів. У процесі їх росту зміни концентрації натрію, в основному, були аналогічними такій калію.
Кальцій. Найвища концентрація кальцію спостерігалась в ростучих свинок. Незалежно від статі тварин вміст кальцію у 150-денному віці зростав з подальшим зниженням до 180-го дня. Протягом дослідного періоду його рівень у кнурців і кастратів зростав.
Неорганічний фосфор. У 120-денних тварин найбільша кількість неорганічного фосфору відмічена у свинок, найменша – кнурців. Вміст його постійно зростав у свинок і кнурців до 210-денного віку, за виключенням 150-денного у перших, коли він незначно знижувався. При досягненні тваринами живої маси 100 кг кількість неорганічного фосфору зменшувалась незалежно від статі.
Зі становленням гормонального фону у кнурців і свинок до 180-денного віку суттєво підвищувався рівень вмісту загального білка, загальних ліпідів, загального холестерину, що свідчить про їх провідну роль в забезпеченні інтенсивного росту молодого організму тварин. Одночасно у них спостерігається тенденція до відносно стабільного вмісту мінеральних речовин, яка пов’язана з постійним використанням їх для росту кісткової тканини. Аналогічна закономірність у динаміці досліджуваних компонентів відмічена і для кастратів, однак вікові зміни у них виражені в меншій мірі.
Динаміка вмісту тиреоїдних і стероїдних гормонів у сироватці крові свинок протягом статевого циклу та поросності.
Вміст гормонів у сироватці крові статевозрілих свинок, після досягнення ними живої маси 100 кг, змінювався в залежності від їх фізіологічного стану (табл.3).
Трийодтиронін. Під час охоти, порівняно з періодом статевого спокою, кількість трийодтироніну зменшувалась в 1,3 рази (р0,05). Після запліднення свинок концентрація його в сироватці крові зростає, досягаючи найбільших значень на 60-у добу, з наступним різким спадом до опоросу. Така динаміка обумовлена тим, що щитовидна залоза плода свині формується до 52- ї доби ембріогенезу, а становлення її функції відбувається до 75-ї [Cole D.J., 1982]. Після опоросу вміст трийодтироніну поступово зростав, наближаючись до рівня періоду статевого спокою.
Тироксин. Незважаючи на те, що концентрація тироксину більша у десятки разів ніж трийодтироніну, все ж динаміка першого, в основному, аналогічна останньому. Виключення складає період охоти, коли вміст тироксину зростає, а трийодтироніну – спадає. Очевидно, інтенсивне зростання концентрації естрогенів в сироватці крові самиць під час охоти викликає зменшення рівня вмісту трийодтироніну.
Таблиця 3.
Динаміка вмісту окремих гормонів та біохімічного складу в сироватці крові свинок впродовж відтворювального циклу, М±m (n=10).
Біологічно активні
речовини | Періоди відтворювального циклу
Статевий спокій |
Охота | Доби поросності | Через 12 годин після
опоросу | 15-а | 30-а | 60-а | 90-а | 104-а | 113-а | Тироксин, нмоль/л | 53,47
±1,94 | 60,51
±2,05* | 64,22
±1,59**70,33
±2,39*** | 80,61
±1,48*** | 49,60
±2,77 | 38,98
±3,65**26,28
±4,29 | 36,53
±1,27*** | Трийодтиронін, нмоль/л | 1,19
±0,08 | 0,89
±0,09* | 1,30
±0,14*** | 1,44
±0,08*1,49
±0,03**1,04
±0,06 | 0,93
±0,06*0,97
±0,08 | 1,29
±0,05 | Прогестерон, нмоль/л | 48,85
± 3,97 | 6,76
0,88**71,38
±3,54**72,55
±6,63*76,58
±2,57***93,13
±4,88***118,39
±4,61***137,77
±8,84***81,89
±16,63 | Тестостерон, нмоль/л | 7,94
0,86 | 8,91
0,79 | 7,12
0,36 | 7,07
0,56 | 8,11
0,81 | 9,36
0,99 | 10,67
1,16 | 10,26
1,35 | 6,93
0,86 | Естрадіол-17, нмоль/л | 0,19
± 0,01 | 0,29
±0,02*** | 0,38
±0,03*** | 0,34
±0,03***0,31
±0,02***1,98
±0,07***3,96
±0,16***8,99
±0,35***1,49
±0,12***Кортизол, нмоль/л | 83,48
±10,58 | 132,52
±14,48* | 93,78
±5,59 | 114,84
±10,58 | 150,49
±22,39* | 163,73
±27,05* | 122,43
±11,01*118,52
±8,71*78,13
±7,11 | Загальний білок, г/ л | 7,32
± 0,08 | 7,39
± 0,08 | 6,89
±0,06***7,26
±0,08 | 7,50
± 0,09 | 7,79
±0,07*** | 7,41
± 0,08 | 6,99
±0,08*7,67
±0,10* | Загальний холестерин, ммоль/л | 3,05
±0,07 | 2,41
±0,10*** | 2,02
±0,10***2,05
±0,14*** | 1,63
±0,18*** | 2,04
±0,10***1,61
±0,08***2,36
±0,15**2,09
±0,19 ***Загальні ліпіди, г/л | 4,64
±0,22 | 5,00
±0,17 | 5,28
±0,25 | 5,20
±0,13 | 4,44
±0,23 | 3,60
±0,16** | 3,88
±0,17*3,52
±0,24**4,12
±0,15 | Глюкоза, ммоль/л | 5,49
±0,15 | 4,01
±0,38** | 5,61
±0,31 | 3,33
±0,29*** | 5,24
±0,52 | 5,12
±0,23 | 3,57
±0,37***4,19
±0,36**6,04
±0,59 | Калій, ммоль/ л | 4,93
±0,09 | 4,66
±0,10 | 4,48
±0,08**4,43
±0,08** | 4,59
±0,13 | 4,33
±0,12** | 4,44
±0,21 | 4,72
±0,09*4,88
±0,14 | Натрій, ммоль/л | 139,70
±0,63 | 137,90
±1,89 | 139,10
±1,48 | 131,60
±2,73* | 134,20
±2,13* | 135,80
±1,72 | 136,80
±1,12*138,30
±0,86 | 140,10
±1,65 | Кальцій, ммоль/л | 3,25
±0,09 | 3,41
±0,12 | 3,21
±0,07 | 3,46
±0,18 | 3,81
±0,01**3,18
±0,11 | 2,82
±0,13*2,83
±0,06**2,08
±0,05***Неорганічний фосфор, ммоль/л | 2,47
±0,09 | 2,21
±0,09 | 2,22
±0,11 | 1,88
±0,10**1,83
±0,07***2,09
±0,08*1,84
±0,07***2,05
±0,05**2,67
±0,02 | Примітка: рівень вірогідності різниці порівняно із статевим спокоєм - *- р< 0,05, **- р<0,01, ***-р<0,001; n – кількість досліджуваних зразків.
Прогестерон. В період статевого збудження концентрація прогестерону в сироватці крові свиноматок знижувалась у 7,2 рази відносно статевого спокою (р0,01). Кількість його протягом вагітності стрімко зростала – майже в 2 рази порівняно з 15-ю добою поросності. Після опоросу, порівняно з 113-ю добою, кількість цього гормону зменшувалась в 1,7 рази.
Тестостерон. У статевозрілих свинок вміст тестостерону в сироватці крові в період охоти, порівняно зі статевим спокоєм, збільшувався на 12,22%. Після їх запліднення концентрація цього гормону знижувалась до 30-ї доби поросності відносно періоду охоти в 1,3 рази. Від 60-ї і до 104-ї доби поросності рівень його в крові поступово зростав. Така динаміка, очевидно, обумовлена включенням в процеси стероїдогенезу плаценти. Впродовж останньої декади вагітності концентрація тестостерону знижувалась незначно – на 3,84%, порівняно з 104-ю добою, що свідчить про активізацію процесів його метаболізму перед опоросом. Після опоросу кількість гормону в сироватці крові різко спадала.
Естрадіол-17. Статевозрілі свинки характеризувались підвищенням рівня естрадіолу-17 під час охоти відносно періоду статевого спокою - в 1,5 рази (р0,001). Протягом поросності концентрація цього гормону стрімко зростала, особливо впродовж четвертого місяця. Відносно періоду статевого спокою встановлено збільшення кількості цього гормону: на 90-у добу поросності в 10, 104-у – 21, 113-у - 47 разів (р<0,001). Однак, порівняно з 113-ю добою поросності, через 12 годин після опоросу концентрація естрадіолу-17? у сироватці крові свиноматок різко знижувалась - в 6 разів.
Кортизол. Вміст кортизолу в період охоти, порівняно зі статевим спокоєм, зростав у 1,6 раза (р<0,05). Порівняно з 15-ю добою поросності концентрація його підвищилась до 90-ї в 1,7 раза, а потім різко знижувалась.
Таким чином кількість гормонів у сироватці крові статевозрілих свинок в значній мірі обумовлювалась фізіологічним станом. В період охоти, порівняно зі статевим спокоєм, вміст трийодтироніну і прогестерону зменшувався, а тироксину, тестостерону, естрадіолу-17 та кортизолу – збільшувався. На протязі першої половини вагітності рівень кортизолу, тироксину і трийодтироніну зростав з наступним спадом до пологів. Зі збільшенням строку вагітності кількість прогестерону, тестостерону і естрадіолу-17 постійно зростала, після опоросу - стрімко знижувалась.
Динаміка біохімічного складу сироватки крові свинок в залежності від їх фізіологічного стану.
Загальний білок. У сироватці крові статевозрілих свинок під час охоти, порівняно зі статевим спокоєм, вміст загального білка збільшувався незначно. Концентрація його в період імплантації ембріонів знижувалась (р0,001), до кінця ж третього місяця поросності швидко зростала (р0,001). В подальшому кількість його зменшувалась до опоросу (р0,05), а після - підвищувалась (р0,05).
Загальні ліпіди. Під час охоти порівняно з періодом статевого спокою кількість загальних ліпідів збільшувалась на 7,2%. У запліднених свинок концентрація їх знижувалась під час імплантації та плацентації зародків. Надалі їх вміст поступово знижувався до кінця вагітності, за виключенням 104-ї доби, коли рівень підвищувався (р0,05). Після опоросу вміст загальних ліпідів зростав.
Загальний холестерин. В період статевого збудження у свинок концентрація загального холестерину спадала в 1,3 рази відносно статевого спокою. Під час вагітності рівень його зростав наприкінці першого місяця (р0,001). В подальшому відмічено зниження вмісту холестерину на другий (р0,001), підвищення на третій місяць (р0,001) і спад на 104-у добу поросності (р0,001); після опоросу кількість його достовірно зменшувалась (р0,001).
Глюкоза. Вміст глюкози в період охоти, порівняно зі статевим спокоєм, зменшувався у 1,4 рази з наступним зростанням на 15-у добу. По закінченню першого місяця поросності концентрація глюкози відносно періоду статевого спокою знижувалась майже на 40% (р0,001). В наступні другий та третій місяці відмічено незначне її зростання. Останні десять діб поросності характеризувались низьким вмістом цієї речовини (р0,01). Після опоросу її рівень в крові значно зростав.
Калій. У статевозрілих свинок вміст калію змінювався в залежності від їх фізіологічного стану: в період охоти, порівняно зі статевим спокоєм, кількість його зменшувалась на 5,5%. У поросних - концентрація його в крові змінювалась з невеликими коливаннями, досягаючи мінімуму на 90-у, максимуму – на 113-у добу, з подальшим наближенням до рівня статевого спокою.
Натрій. Вміст натрію, порівняно з калієм, в сироватці крові свинок впродовж відтворювального циклу був вищим майже в 30 разів. Після їх запліднення концентрація його знижувалась на 30-у добу поросності з наступним постійним зростанням.
Кальцій. Статевозрілі свинки характеризувались незначним підвищенням рівня кальцію під час охоти відносно періоду статевого спокою. Протягом вагітності вміст його зростав під час імплантації та плацентації (р0,01). Впродовж четвертого місяця поросності концентрація його знижувалась на 11%.
Неорганічний фосфор. Рівень неорганічного фосфору в період охоти відносно статевого спокою змінювався незначно. У запліднених свинок концентрація його знижувалась під час імплантації та плацентації зародків. По закінченню першої половини вагітності спостерігався спад рівня цієї речовини (р0,001) з подальшим зростанням на 90-у добу і зниженням на 104-у (р0,01). Після опоросу вміст його дещо зростав.
Зміна гормонального фону у свинок впродовж відтворювального циклу суттєво впливала і на перебіг процесів метаболізму. Так, в період еструсу паралельно зі збільшенням концентрації естрадіолу-17в і кортизолу підвищувався рівень загального білка, загальних ліпідів, але знижувався глюкози, що свідчить про напружений перебіг обмінних процесів. З наростанням домінанти вагітності майже вдвічі підвищувалась концентрація прогестерону і естрадіолу-17в, що викликало зміну балансу електролітів крові та надходження пластичних речовин у кров. Впродовж другого місяця поросності і становлення гормональної функції плаценти та інтенсивного росту плода відмічено зниження вмісту загальних ліпідів, загального холестерину і неорганічного фосфору, одних з важливих інгредієнтів побудови клітинних мембран ембріону та синтезу стероїдних гормонів. Зі становленням функціонування окремих органів і систем плодів та появою власного синтезу глюкози, ліпідів та окремих гормонів у організмі матері спостерігалось зміщення величин концентрації досліджуваних речовин крові (калію, натрію, неорганічного фосфору) до рівнів на початку вагітності. Така ж тенденція зберігалась і до пологів.
Взаємозв’язок між гормональним та біохімічним статусом сироватки крові свиней.
Відмічено зміни кореляційних зв’язків між вмістом досліджуваних компонентів у сироватці крові в процесі росту і розвитку організму. Найбільш тісними вони були в період досягнення тваринами живої маси 100 кг. В цей час кастрати характеризувались значно вищими показниками кореляції відносно кнурців та свинок (між кортизолом і калієм - r=0,85, естрадіолом-17 і калієм - r=0,84, естрадіолом-17 і глюкозою - r=0,93, кортизолом і глюкозою - r=0,91, тироксином і загальним білком - r=0,86, кортизолом і естрадіолом-17 - r=0,96).
Не виключено, що зміцнення зв’язку між трийодтироніном – тироксином від 60-ї до 90-ї доби поросності можливо пов’язано зі становленням функціонування щитовидної залози плода. Впродовж вагітності тіснішав зв’язок між тестостероном – кортизолом. Суттєві взаємозв’язки між естрадіолом-17 - прогестероном виявлені під кінець першої половини вагітності (r=0,95), які в подальшому слабшали. Істотний зв’язок спостерігався на 113-у добу поросності між естрадіолом-17 - тироксином (r=0,92), що, можливо, свідчить про адаптивну дію тироксину при підготовці свиноматки до опоросу. Тісний обернений кореляційний зв’язок між фосфором – кальцієм виявлено на 90-у добу поросності, що свідчить про неоднакову інтенсивність використання цих елементів при формуванні скелету плода.
Після опоросу спостерігалось підвищення рівня взаємозвязків між кортизолом – трийодтироніном і тироксином – трийодтироніном, тестостероном, що сприяє кращій адаптації організму після припинення дії домінанти вагітності.
В результаті використання двохфакторного комплексу дисперсійного аналізу визначали вплив статі та віку на вміст досліджуваних речовин в сироватці крові тварин у процесі їх росту і розвитку. Встановлено, що дія віку була істотнішою на динаміку вмісту більшості вивчених біологічно активних речовин. Так, ступінь впливу віку на кількість трийодтироніну складав 40,00% (р‹0,001), тироксину – 56,55% (р‹0,001), прогестерону – 30,00% (р‹0,001), тестостерону – 31,36% (р‹0,01), загального холестерину – 13,28% (р‹0,05), загальних ліпідів – 21,05% (р‹0,01), глюкози – 36,43% (р‹0,001), калію – 13,77% (р‹0,05), натрію – 15,46% (р‹0,01) і кальцію – 10,00% (р‹0,05).
Вплив іншого досліджуваного фактора – статі, достовірно відбився лише на концентрації тироксину (2=10,00%, р‹0,001), прогестерону (2=20,00%, р‹0,001), кортизолу (2=30,00%, р‹0,001), натрію (2=6,94%, р‹0,001) і кальцію (2=40,00%, р‹0,01). Сумарний достовірний вплив цих факторів (статі і віку) складав: для рівня вмісту в сироватці крові прогестерону – 2=40,00% (р‹0,001), натрію – 2=36,88% (р‹0,001), калію – 2=13,35% (р‹0,05) і загального холестерину – 2=13,98% (р‹0,05).
ВИСНОВКИ
У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове обґрунтування наукової проблеми щодо вивчення закономірностей та особливостей взаємозв’язку між гормональним і біохімічним статусом сироватки крові свиней в залежності від їх віку, статі та фізіологічного стану.
1. У сироватці крові молодняка свиней різної статі вміст досліджуваних гормонів за період від 120-денного віку до досягнення живої маси 100 кг знаходився в таких межах (нмоль/л): трийодтироніну – 0,68-1,85; тироксину – 50,87-95,04; прогестерону – 1,86-48,85; тестостерону – 2,79-22,44; естрадіолу-17 - 0,05-0,34; кортизолу – 44,84-123,46.
2. Рівень показників біохімічного складу сироватки крові ростучого молодняка свиней становив: загального білка – 6,82-7,78; загальних ліпідів – 3,93-5,40 г/л; загального холестерину – 2,61-3,93; глюкози – 4,57-8,74; калію – 4,16-5,55; натрію – 126,30-152,80; кальцію – 2,24-3,30; неорганічного фосфору – 2,15-3,06 ммоль/л.
3. Найвища концентрація трийодтироніну, тироксину, тестостерону і естрадіолу-17 та найнижча – прогестерону і кортизолу в сироватці крові виявлена у кнурців. За гормональним та біохімічним статусом істотна різниця між статями ростучих тварин встановлена при досягненні ними живої маси 100 кг.
4. В процесі росту молодняка свиней різної статі динаміка вмісту досліджуваних гормонів була неоднаковою: у кнурців концентрація їх знижувалась, за виключенням тестостерону; в кастратів кількість тестостерону, естрадіолу-17 і тироксину зростала, трийодтироніну, прогестерону та кортизолу – спадала; у свинок підвищувався рівень прогестерону, кортизолу і тестостерону та знижувався трийодтироніну, тироксину, естрадіолу-17.
5. З віком у молодняка свиней, незалежно від статі, спостерігається тенденція до зниження вмісту в сироватці крові трийодтироніну, загального білка, глюкози, калію та зростання – тестостерону і кальцію. У 180-денному віці виявлено підвищення вмісту трийодтироніну, естрадіолу-17, загального білку, загальних ліпідів і загального холестерину та зниження калію і кальцію.
6. В залежності від фізіологічного стану свинок гормональний статус порівняно з біохімічним змінюється більш лабільно. В період охоти, відносно статевого спокою, ймовірно підвищується рівень вмісту тироксину (на 13%), естрадіолу-17 (на 53%), кортизолу (на 59%), знижується – трийодтироніну (на 25%), прогестерону (на 86%). Впродовж першої половини вагітності концентрація кортизолу, трийодтироніну, тироксину зростає з наступним спадом до пологів. Кількість прогестерону, тестостерону і естрадіолу-17 істотно збільшується протягом поросності.
7. В організмі свиноматок після опоросу концентрація трийодтироніну, тироксину і глюкози в сироватці крові різко зростає - в 1,3...1,4 раза, а прогестерону, тестостерону, естрадіолу-17 і кортизолу зменшується – у 1,7; 1,5; 6,0 та 1,5 раза відповідно. В цей період підвищується кількість загального білка, загальних ліпідів, калію, натрію і неорганічного фосфору та знижується - загального холестерину і кальцію.
8. В процесі росту, розвитку та різного фізіологічного стану молодняка свиней неоднакової статі тісні кореляційні взаємозв’язки (в межах r=0,84...0,96) встановлено між вмістом у сироватці крові кортизолу, естрадіолу-17 та калію; тироксину і загального білка, естрадіолу-17, кортизолу та глюкози.
9. Встановлено статистично вірогідний вплив на рівень вмісту досліджуваних речовин таких факторів: віку - трийодтироніну, тироксину, прогестерону, тестостерону, загального холестерину, загальних ліпідів, глюкози, калію, натрію і кальцію (2= 10,00 – 56,55%); статі – трийодтироніну, тироксину, прогестерону, кортизолу, натрію та кальцію (2= 6,94-40,00%). Сумарний вплив цих двох факторів був ймовірним для прогестерону, загального холестерину, калію і натрію (2= 13,35-40,00%).
Практичні рекомендації.
1. Одержані експериментальні дані виконаної роботи можуть бути використані, як довідковий матеріал, в діяльності науково-дослідних та виробничих лабораторій.
2. Матеріали дисертації доцільно включати в навчальні програми вищих навчальних закладів при вивченні дисциплін біологічного напряму.
3. Враховуючи виявлені особливості гормонального і біохімічного статусу у свиней пропонується використовувати їх в процесі розроблення нових моделей з управління репродуктивною функцією ссавців.
Список опублікованих праць за темою дисертації.
1. Коваленко В.Ф., Усенко С.О. Вікова динаміка вмісту кортизолу та глюкози в сироватці крові свиней різної статі. //Український біохімічний журнал. – Т.74, №4б. – ч.2. – 2002.- С.- 92-93.(Безпосередньо дисертанту належить визначення вмісту кортизолу та глюкози, статистична обробка та обговорення отриманих результатів).
2. Коваленко В.Ф., Усенко С.О. Гормональна активність щитовидної залози у свиней. //Вісник ДАУ. – 2001. - №1. – С.222-223.(Дисертантом були проведені аналізи, біометрична обробка результатів і їх обговорення).
3. Коваленко В.Ф., Усенко С.О. Динаміка вмісту статевих гормонів в сироватці крові свинок впродовж відтворювального циклу. //Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С.З.Гжицького. – Львів, 2003. – Т.5(№3), Ч.2. – С.36-39. (Дисертант виконав експериментальну частину, провів статистичну обробку та аналіз результатів).
4. Коваленко В.Ф., Усенко С.О. Особливості динаміки вмісту естрадіолу-17 в сироватці крові молодняка свиней різної статі та віку. /Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини //Збірник наукових праць Харківської державної зооветеринарної академії. – Х.:РВВ ХЗВІ., 2001.–Випуск 9.–Ч.2.-С.181-183.(Безпосередньо дисертанту належать дані про вміст естрадіолу-17, проведений аналіз одержаних результатів та написаний текст статті).
5. Усенко С.О. Вікова динаміка вмісту гормонів тироксину і трийодтироніну в сироватці крові свиней різної статі.// Вісник проблем біології і медицини.-2001.-№4.-С.29-33.
6. Усенко С.О. Динаміка вмісту естрадіолу-17 в крові свиней різної статі та віку.// Вісник проблем біології і медицини.-2001.-№5.-С.37-40.
7. Усенко С.О. Динаміка вмісту кортизолу та глюкози в сироватці крові свиней різної статі та віку. //Вісник проблем біології і медицини.-2002.-№2.-С.24-26.
8. Усенко С.О. Динаміка вмісту тестостерону в сироватці крові свинок впродовж відтворювального циклу. //Науковий вісник Львівської державної академії ветеринарної медицини імені С.З.Гжицького. – Львів, 2003. – Т.5(№2), Ч.2. – С.120-122.
9. Усенко С.А., Коваленко В.Ф., Шейко Е.И. Особенности динамики содержания тестостерона в сыворотке крови свиней разного возраста и пола. //Перспективы развития свиноводства. Материалы 10-й Международной научно-практической конференции (г. Гродно, 8-9 июля, 2003г.) – Гродно, 2003. – С.129-130. (Дисертант виконав експериментальну частину, провів статистичну обробку та аналіз результатів).
Усенко С.О. Гормональний і біохімічний статус сироватки крові свиней різного віку, статі та фізіологічного стану.- Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. Інститут свинарства ім.О.В.Квасницького УААН, м.Полтава, 2004 р.
Викладені результати експериментальних досліджень про вміст тиреоїдних і стероїдних гормонів та біохімічного складу сироватки крові свиней різного віку, статі і фізіологічного стану. Встановлені окремі закономірності і особливості динаміки вмісту
