Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
БОРИСЕВИЧ Борис Володимирович
УДК 619:616 –.71-007.7
ЕТІОЛОГІЯ, ПАТОГЕНЕЗ І ПАТОМОРФОЛОГІЯ
ОСТЕОДИСТРОФІЇ ВЕЛИКОЇ РОГАТОЇ
ХУДОБИ
.00.02 –патологія, онкологія та морфологія тварин
А В Т О Р Е Ф Е Р А Т
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора ветеринарних наук
К и ї в 1999
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному аграрному університеті.
Офіційні опоненти
Доктор ветеринарних наук, професор Кривутенко Олександр Іванович, Одеський сільськогосподарський інститут, завідувач кафедри нормальної та патологічної анатомії.
Доктор ветеринарних наук, професор Криштофорова Беса Владіславівна, Кримський державний аграрний університет, завідувач кафедри анатомії і гістології.
Доктор ветеринарних наук, професор Урбанович Павло Павлович, Львівська академія ветеринарної медицини ім. С.З.Гжицького, професор кафедри патологічної анатомії.
Провідна установа
Інститут експериментальної і клінічної ветеринарної медицини УААН, лабораторія патологічної анатомії.
Захист відбудеться “”жовтня 1999 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.03 в Національному аграрному університеті за адресою: 252041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 11, навч. корп. №3.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою 252041, м. Київ, вул. Героїв оборони, 11, навч. корп. №10.
Автореферат розісланий “11”вересня 1999 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради В.А.Бортнічук
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
В Україні у великої рогатої худоби поширені остеодистрофічні (остеопатичні) порушення (О.Судаков, 1974; В.Д.Кальницкий, 1985; І.О.Поваженко, В.Б.Борисевич, 1987; В.Б.Борисевич, 1989; І.П.Кондрахін, 1989, 1998; В.І.Левченко, 1994; М.М. Костюк, 1999), які призводять до зниження продуктивності тварин, яловості, народження нежиттєздатного потомства, виникнення у останнього різних захворювань і навіть загибелі новонароджених (М.О.Судаков і співавт., 1974; В.Ю.Чумаченко, 1986; Б. В. Криштофорова, 1987, 1999; С. С. Абрамов з співавт., 1990). На фоні остеодистрофічних порушень особливо часто проявляються різні ураження кінцівок (артритичні процеси, кістково-сухожилкові і кістково-зв’язкові порушення, деформація та інші хвороби копитець тощо), що нерідко лімітує проведення і повне завершення певних технологічних циклів у господарствах і в кінцевому підсумку виражається в недоодержанні великої кількості молока і м’яса (М.О.Судаков і співавт., 1985; І.О.Поваженко, В.Б.Борисевич, 1987; Г.С.Кузнецов, 1980; І.С.Панько, 1982; В.П.Урбан, В.П.Найменов, 1984; В.Б.Борисевич, 1989, 1993, 1994).
Крім звичайних остеодистрофічних порушень, для багатьох регіонів України важливим є вивчення стану кісткової тканини і кісткового мозку в зв’язку з утриманням поголів’я на забруднених радіонуклідами територіях (В.Б.Борисевич та співавт., 1993; О.В.Кудрявченко, 1993; Т.М.Сень, 1993; В.Б.Борисевич, Б.В.Борисевич, 1994; І.І.Іглицький, 1993).
Актуальність теми. Діагностика та вивчення остеодистрофій (остеопатій) і пов’язаних з ними патологічних процесів в організмі великої рогатої худоби мають важливе наукове і практичне значення. Вивчення всякої хвороби починається з її діагностики, а саме в цьому відношенні остеодистрофічні процеси в основному диференціюються або на підставі суб’єктивних даних (врахування симптомів, причому не завжди чітких), або ж застосовуються різні інструментальні методи непрямого вивчення стану кістяка. Все це певним чином гальмує розвиток і практичне використання наукових уявлень про особливості остеодистрофічних процесів і зумовлених ними вторинних уражень органів та систем тваринного організму, які часто кваліфікуються як зовсім окремі та незалежні від остеопатії патологічні процеси.
Враховуючи сказане, особливо важливого значення набуває вдосконалення методу трепанобіопсії кістяка великої рогатої худоби, як найбільш об’єктивного методу визначення стану кісткової системи і кісткового мозку, що необгрунтовано ігнорується у вітчизняних наукових і практичних розробках. Саме вивчення зразків кісткової тканини, одержаних за допомогою біопсії, надає дослідженням та діагностичним прийомам максимальної достовірності і відповідає всім сучасним науковим і практичним вимогам ветеринарної медицини.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Зважаючи на актуальність проблеми, ця робота є фрагментом завдання ДНТП 7 “Захист сільськогосподарських тварин від захворювань та нові лікувально-профілактичні препарати для ветеринарії”та частиною ініціативної теми кафедр патологічної анатомії і ветсанекспертизи та хірургії НАУ, що виконуються у відповідності з їх науковими дослідженнями.
Мета і задачі дослідження. Вивчити етіологію, патогенез та патоморфологію остеодистрофії великої рогатої худоби, використовуючи переважно дослідження трепанобіоптатів кістяка, а також здійснити деякі лікувально-профілактичні заходи, спрямовані на зменшення шкідливого впливу остеодистрофічного процесу.
Для досягнення мети були поставлені такі завдання:
-розробити різні моделі трепанів;
-вивчити гістологічні і гістохімічні характеристики трепанобіоптатів із
зовнішнього горба клубової кістки у корів в нормі;
-встановити гістологічні та гістохімічні особливості трепанобіоптатів у
молодняка великої рогатої худоби;
-з’ясувати гістоморфологічні та гістохімічні особливості трепанобіоптатів при
виражених остеодистрофічних порушеннях у корів;
-визначити вміст макро- і мікроелементів у трепанобіоптатах кістяка корів в
нормі;
-вивчити вміст макро- і мікроелементів в трепанобіоптатах кістяка корів при
виражених симптомах остеопатії;
-встановити вплив тривітаміну на стан кістяка корів;
-з’ясувати стан кістяка корів при вторинній остеодистрофії, що перебігає на фоні кетозу;
-розробити метод багатофакторного мас-об’ємного аналіза у визначенні стану
кістяка великої рогатої худоби;
-дослідити стан кістяка при субклінічному перебігу остеодистрофії у корів;
-виявити патогенетичні механізми ураження кінцівок у корів у зв’язку з
остеодистрофією;
-вивчити етіопатогенез уражень копитець в умовах стійлового утримання корів;
-дослідити стан кісткової тканини і сухожилків відгодівельних бичків у зв’язку
з остеопатією та виникнення остеотендиніту;
-з’ясувати стан мінерального живлення та виникнення деяких хвороб у бичків
при відгодівлі хлібною брагою;
-встановити зміни кістяка та кісткового мозку корів у другій та третій зонах
радіоактивного забруднення;
-визначити гістологічні та патогістологічні характеристики кісткового мозку
великої рогатої худоби.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в Україні проведена широка апробація методу трепанобіопсії кістяка великої рогатої худоби.
Виявлені гістологічні та гістохімічні зміни трепанобіоптатів при виражених остеодистрофічних порушеннях у великої рогатої худоби.
Встановлено вміст макро- і мікроелементів в трепанобіоптатах кістяка в нормі та їх зміни при виражених симптомах остеопатії.
Вивчені особливості впливу тривітаміну на стан кістяка корів та зміни останнього у зв’язку з кетозом, при субклінічному перебігу остеопатії та ендогенної остеомаляції у корів.
Розроблена та апробована оригінальна методика багатофакторного мас-об’ємного аналіза трепанобіоптатів з метою поглибленого та всебічного визначення стану кістяка.
З’ясовані етіопатогенетичні механізми ураження кінцівок та, зокрема, копитець корів у зв’язку з остеодистрофією.
Досліджено стан кісткової тканини та сухожилків у відгодівельних бичків при виникненні остеотендиніту на фоні остеопатії.
Встановлено особливості мінерального живлення і характер виникнення деяких хвороб бичків при відгодівлі хлібною брагою.
З’ясовані особливості ураження губчастої кісткової тканини та жирового кісткового мозку у корів в другій та третій зонах радіоактивного забруднення і встановлено, що вони перебігають за особливими механізмами радіаційної остеодистрофії з елементами періодичної регенерації.
Практичне значення одержаних результатів. Показана можливість використання в умовах господарств безпосереднього вивчення кісткових зразків з метою оцінки стану кістяка і кісткового мозку у великої рогатої худоби. Запропоновані різні моделі інструментів для трепанобіопсії. Отримані дані, які характеризують стан кістяка великої рогатої худоби в нормі та при різних формах остеодистрофічних уражень, що відіграє важливу роль в діагностичних дослідженнях. Деталізовано особливості впливу тривітаміну на мінеральний обмін у корів з метою його раціонального використання. В якості найбільш оптимального діагностичного критерію стану кістяка запропоновано багатофакторний мас-об’ємний аналіз. З’ясовано етіопатогенез уражень кінцівок та копитець, що перебігають на фоні остеодистрофії у корів в умовах стійлового утримання. Розшифровано особливості уражень кістяка, сухожилків та інших тканин у відгодівельних бичків в зв’язку з остеодистрофією та при відгодівлі хлібною брагою, що лежить в основі рекомендацій по застосуванню раціональних профілактичних заходів. Встановлено наявність природнього радіозахисного механізму у великої рогатої худоби за участю губчастої кісткової тканини та жирового кісткового мозку.
Одержані результати можуть бути використані в навчальному процесі дисциплін: патологічна анатомія, ветеринарна хірургія, клінічна діагностика, терапія.
За результатами досліджень видано рекомендації “Трепанобіопсія у визначенні стану кістяка і кісткового мозку у великої рогатої худоби (з акцентом на діагностику, профілактику та лікування остеодистрофії)”, розглянуті та затверджені на засіданні секції “Ветеринарна медицина”НТР Мінсільгоспроду України (протокол №1 від 9 листопада 1998 р.).
Особистий внесок здобувача. Участь здобувача в отриманні наукових та практичних результатів, які покладено в основу дисертації, становить 90%. Ним власноручно проведені всі дослідження за основними методиками, представленими в дисертаційній роботі, а саме: виготовлення необхідного інструментарію, розроблені особливості використання методу трепанобіопсії кістяка у великої рогатої худоби. Деталізовано та модифіковано методику атомно-абсорбційної спектрометрії кісткових зразків, запропоновано формули розрахунків вмісту мінеральних елементів в кістяку корів. На основі гістологічних і гістохімічних досліджень кісткової тканини розроблено багатофакторний екстрактний мас-об’ємний метод аналіза трепанобіоптатів і доведена можливість його широкого застосування з метою поглибленої багатосторонньої характеристики кістяка. Виконано численні гістоморфологічні та гістохімічні дослідження трепанобіоптатів, дано практичну і теоретичну оцінку їх морфофункціональних параметрів та змін останніх при остеодистрофічних ураженнях. На підставі оригінальних методик з додатковим залученням традиційних засобів дослідження описано особливості остеодистрофічних процесів у корів і молодняку в умовах стійлового утримання та особливостей годівлі. Проведені досліди з метою профілактики остеодистрофічних уражень у великої рогатої худоби.
Конкретизований етіопатогенез уражень кінцівок і, зокрема, копитець, що масово виникають у корів в умовах стійлового утримання на фоні остеодистрофії. Розшифровано природні радіозахисні механізми, властиві губчастій кістці та жировому кістковому мозку корів, дано їх кількісну та якісну оцінку і поіменовано як радіаційну остеодистрофію. На цій підставі представлено характер змін кістяка і хрящової тканини, а також кісткового мозку корів на забруднених територіях другої та третьої зон.
Здобувачем сформульовано положення про важливу роль кістяку, як основної опорної тканини тваринного організму, в підтриманні належного здоров’я і ведучої ролі остеодистрофії у виникненні деяких хірургічних хвороб, ведучого значення галістерезісу у накопиченні та витратах кістяком великої рогатої худоби мінеральних елементів.
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідалися на: конференції “Биология опорно-двигательного аппарата”, Климентово. Харьков, 1992 (Харьковский медицинский институт, Харьковский научно-исследовательский институт ортопедии и травматологии им. проф. М.И.Ситенко); Радіобіологічному з’їзді (Киев, 20-25 сентября 1993); Міжнародній науково-практичній конференції “Современные проблемы ветеринарной хирургии”, присвяченій 90-річчю з дня народженния заслуженого діяча науки України, доктора ветеринарних наук, професора І.І.Магда (Харьков, 1994); Першій Всеукраїнській науково-виробничій конференції ветеринарних патологів (13-15 листопада 1996 р.), Київ, 1996; Другій міжнародній науково-практичній конференції “Неінфекційна патологія тварин”(Біла Церква, 4-5 червня 1998 р.); наук. практ. конф. Нац. аграрн. університету, Київ, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998.
Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 31 роботу, з них статей у наукових виданнях –(8 одноосібних), праць міжнародних, всеукраїнських, галузевих з’їздів і конференцій –; крім того, результати досліджень в закінченій формі представлені у двох навчальних посібниках (Борисевич В.Б., Борисевич Б.В. “Оперативная хирургия домашних животных: традиционные и современные аспекты”, Киев, 1996 и 1998 гг.; Борисевич В.Б., Борисевич Б.В. “Незаразные болезни сельскохозяйственных животных: акушерство и гинекология, внутренние незаразные болезни, хирургические болезни”, Киев, 1997 г.); опублікована та поширена в Україні лекція “Радиционная остеодистрофия у коров, обусловленная аварией на ЧАЭС”, Киев, 1994, - 37 с.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з таких розділів: “Вступ”, “Огляд літератури”(4 підрозділи), “Вибір напрямків досліджень, матеріали та методи виконання роботи“, “Результати досліджень та їх аналіз”(18 підрозділів), “Заключення”, “Висновки”та списка використаних джерел літератури (595 найменувань). Дисертацію викладено на 292 сторінках машинопису; вона містить 38 таблиць, 87 рисунків.
Вибір напрямків досліджень, матеріал та
методи виконання роботи
Дослідження проводилися на базі кафедр патологічної анатомії і ветсанекспертизи та хірургії Національного аграрного університету, а також в господарствах Київської, Житомирської та Черкаської областей. В дослідах було задіяно 3120 голів корів чорно-рябої породи різного віку продуктивністю від 2200 до 6000 кг молока на рік та 2360 голів молодняку великої рогатої худоби, в тому числі 2290 голів відгодівельних бичків.
Основним способом отримання матеріалу для досліджень була трепанобіопсія. Для її проведення сконструйовано та виготовлено п’ять моделей трепанів. Трепан представляє собою металеву трубку довжиною 8-12 см і внутрішнім діаметром 5-6 мм. Біля потовщеного кінця інструмента приварені ручки, протилежний край конусовидно загострений. Для виштовхування кісткового зразка з середини інструмента застосовували мандрен.
Трепанобіопсію проводили на стоячій тварині. В кожному окремому дослідженні було прооперовано 5 - 10 тварин.
В ділянці маклака готували операційне поле. Гострий кінець трепана притискали до маклака, а по протилежному коротко і різко били трепанаційним молотком. Інструмент порівняно легко заглиблюється в товщу зовнішнього горба клубової кістки (на 5-7см).
Трепан повертали навколо довгої вісі, відділяючи кістковий зразок від підспідніх тканин, і витягували. Рану присипали антисептичним порошком (трицилін тощо); загоювання проходило без ускладнень протягом 12-14 діб.
Трепанобіоптат складається з трьох частин: м’яких поверхневих тканин, хрящової тканини (епітуберальний хрящ) і губчастої кісткової тканини (основна частина біоптата). Останню відсікали і використовували для більшості досліджень.
Кістковий зразок зважували, штангенциркулем вимірювали його діаметр та довжину і вираховували об’єм. Далі вираховували щільність зразка, величина якої орієнтовно свідчить про стан кістяка –у корів в нормі 1015-1295 мг/см, а при вираженій остеодистрофії 485-890 мг/см.
Для проведення гістологічних і гістохімічних досліджень застосовували загальноприйняті методи фіксації, декальцінації та виготовлення зрізів (Є.Пирс,1968; Р.Лилли,1969; А.И.Кононский,1976). Методи фарбування: гематоксилін-еозин, пікрофуксин, залізний гематоксилін Вайгерта та Гейденгайна. Гістохімічні методи включали визначення нуклеїнових кислот (реакції Фельгена, Браше, Ейнарсона, Конарева), білків (реакції з бромфеноловим синім та міцним зеленим при різних значеннях рН та з додаванням сулеми - A.Deuth,1955, D.Mazia et. аl.,1953, В.В.Иванов,1961, N.Ringert, A.Zetterberg, 1966).
Протеоглікани виявляли реакцією метахромазії (G.Quintarelly,1963, C.Hale, 1946), альціановим синім (E.Moury,1958, S.Spicer,1960). Внутрішньовидову ідентифікацію протеогліканів проводили методами рекомендованими в гістохімії із застосуванням обробки гіалуронідазами, метилювання-деметилювання, сульфатування, критичної концентрації електролітів тощо.
Глікопротеїни виявляли ПАС-реакцією (J.macManus,1945, А.А.Шабадаш, 1947).
Неспецифічну естеразу визначали методом азосполучення за М.Берстоном (1965).
Лужну та кислу фосфатази (фосфомоноестерази І та ІІ) виявляли за методом Гоморі (G.Gomory,1939,1941, H.Takamatsu,1939), a також реакцією азосполучення за М.Берстоном (1965). Використовували також метод, спеціально розроблений для визначення лужної та кислої фосфатаз у кістковій тканині (Е.С.Черникова, М.С.Твердынина,1981).
Виконання всіх гістохімічних методів супроводжувалося необхідними контролями для підтвердження їх специфічності.
Гематологічні показники (кількість еритроцитів, лейкоцитів, лейкограму) визначали загальноприйнятими методами (И.П.Кондрахин и соавт.,1985), вміст гемоглобіну –гемометром Салі та гемоглобінціанідним методом. Вміст білка в сироватці крові –рефрактометром РЛ-2, кольоровий показник крові –розрахунковим методом, вміст кальцію –за де-Ваардом, неорганічного фосфору –за методом Брігса в модифікації С.А.Ивановского, лужний резерв крові –за Ван Слайком, рН крові визначали методом Р.Х.Кармолиева, цукри крові –за Самоджі, каротина в сироватці крові –за В.Ф.Коромисловим та Л.А.Кудрявцевою, кетонові тіла –йодометричним методом, а також за Н.Н.Пушкіною. (“Методичні рекомендації клініко-біохімічних досліджень в діагностиці патології обміну речовин у сільськогосподарських тварин”, Київ, 1981, ред. М.О.Судаков).
Кількісне визначення макро- і мікроелементів в кісткових зразках проводили методом атомно-абсорбційної спектрометрії И.Хавезова, Д.Цанева (1983), модифікованим для дослідження трепанобіоптатів В.Б.Борисевичем, Н.М.Мельниковою (1991). В процесі виконання роботи ряд методик були удосконалені, а також розроблені нові, зокрема визначення кальцію і фосфору в кісткових зразках біохімічним методом, а також встановлення рівня мінералізації кістяка методом багатофакторного мас-об’ємного аналізу.
З метою визначення радіоактивності кісткових зразків останні після зважування, зневоднення та знежирення в спирті і хлороформі висушували та розчиняли в невеликому об’ємі (5-7 мл) суміші концентрованих азотної і соляної кислот, після чого дистильованою водою доводили до об’єму 25 мл. Розчин титрували до рН 7,0 (контроль здійснювали рН-метром), осад, що випав, відфільтровували на паперовий фільтр, висушували і виміряли його радіоактивність на лічильнику СБТ-10; радіоактивність прозорого розчину, що залишився, вимірювали на приладі РЖС-05. Лічильник СБТ-10 та прилад РЖС-05 показують змішану радіоактивність, яку дають радіонукліди стронцію та цезію. Сума обох вимірів складає загальну радіоактивність трепанобіоптата.
Рівень радіоактивності молока та сечі встановлювали за допомогою бета-радіометра.
Статистичну обробку цифрових даних виконували за методом Р.Б.Стрелкова (1966) та Н.В.Садовского (1975).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ АНАЛІЗ
Гістоморфологічна та гістохімічна характеристика трепанобіоптатів
Важливим елементом трепанобіоптата є хрящова платівка, яка представлена типовим гіаліновим хрящем з судинними каналами. Цей епітуберальний хрящ виконує роль хрящової платівки росту протягом всього життя тварини. В надгорбовому хрящі розрізняються окремі морфофункціональні зони: а)зовнішня частина, або зона індиферентного хряща (резервна хрящова зона), б)більш глибока зона проліферації (прошарок інтенсивного поділу хрящових клітин), в)найбільш глибока зона дефінитивного хряща, яка характеризується формуванням клітинних стовбчиків з розташованими між ними прошарками основної речовини (хрящовими трабекулами). Функція останньої зони полягає в забезпеченні перманентного перебігу енхондрального остеогенезу.
Преформація хрящової тканини в кісткову відбувається під дією кровоносних судин, що проростають з підспідньо розташованої кістки в зону осифікації. Хрящові трабекули перетворюються в кісткові трабекули, тобто останні формуються на базі міжколоночної основної речовини. На базі підколоночної основної речовини утворюються кісткові балки (перекладини), які з’єднують між собою кісткові трабекули, формуючи широкопетлисту структуру губчастої кістки з вічками, заповненими кістковим мозком.
Балки і трабекули губчастої кістки містять значну кількість глікопротеїнів та катіонних білків; у складі останніх переважно визначаються лізин та гістидін.
Остеобласти характеризуються значним вмістом ДНК, остеоцити –РНК та наявністю багаточисельних виростків всередині кісткових канальців.
Гістологічні та гістохімічні дослідження трепанобіоптатів
молодняка великої рогатої худоби
У теличок три- та п’ятимісячного віку становлення кісткової тканини в ділянці зовнішнього горба клубової кістки характеризується остаточним заміщенням ембріонального хряща у зв’язку з вростанням в нього кровоносних судин з боку тіла клубової кістки. На межі між фронтом вростання кровоносних судин і гіаліновим хрящем формується зона первинного енхондрального остеогенезу, де спостерігається вогнищеве руйнування хрящових клітин, обмежених перегородками основної речовини, внаслідок чого формуються зачатки майбутніх кістково-мозкових вічок.
В міру вростання капілярних терміналей відбувається деструкція хондроцитів та резорбція хрящового матриксу. В енхондральних лакунах, що утворилися, починається диференціація остеобластів, клітин ретикулярної строми кісткового мозку, розгортаються елементи міелопоеза.
У п’ятимісячних теличок, на відміну від тримісячних, в зоні первинного енхондрального остеогенезу, як і в зоні вторинного енхондрального остеогенезу, становлення якого завершується після статевого дозрівання, утворюються характерні ізогенні групи хондроцитів у вигляді повздовжніх колонок у відповідності з напрямом проростання кровоносних судин з глибини кістки. Становлення остеогенезу супроводжується посиленням реакції на лужну фосфатазу, катіонні білки та глікопротеїни.
В процесі заміщення хряща кісткою відбувається формування трабекулярного ендоста. В складі останього виявляються преостеобласти, а також малодиференційовані клітини ретикулярної строми, багаті на неспецифічну естеразу. Процес резорбції хряща опосереджується вираженою макрофагальною реакцією; макрофаги містять значну кількість кислої фосфатази, яка маркірує їх хондролітичну активність. Макрофаги також вишукуються по периферії хрящових балок. В проміжках між ними розташовуються остеобласти, багаті на лужну фосфатазу. Судинна, макрофагальна і остеобластична реакція складають єдиний механізм процесу енхондрального та ендостального остеогенезу, причому ендостальний остеогенез переважає. У теличок три- та п’ятимісячного віку кісткова тканина в ділянці зовнішнього горба клубової кістки є остеобластичною (молодою). Перехід від остеобластичної кістки до остеоцитарної (дефінітивної) в ділянці маклака настає в період статевого дозрівання.
Вміст мінеральних речовин в трепанобіоптатах
та в сироватці крові корів в нормі
Дослід проведено на коровах чорно-рябої породи 4–-річного віку продуктивністю 4000 кг молока на рік в зоні Полісся. Кісткові зразки досліджували методом атомно-абсорбційної спектрометрії.
В кістяку досліджених корів (табл. 1) восени, порівняно з весною, достовірно більше міститься кальцію, натрію, калію, заліза, марганцю; різниця виявилася недостовірною стосовно міді, цинку, стронцію. Кількість марганцю в кістяку дуже незначна, що обумовлено біогеохімічними особливостями зони Полісся.
Проведені дослідження дозволили отримати чіткі дані про мінеральний склад трепанобіоптатів в межах можливостей методики; остання не дозволяє визначати вміст аніонів, зокрема фосфору.
Певна варіабельність вмісту мінеральних елементів пояснюється здатністю кістяка накопичувати останні, тобто слугувати мінеральним депо, наповненість якого залежить від величини надходження та витрат мінералів. Встановлена також наявність чітких сезонних коливань рівня мінералізації кістяка, що перебувають в межах певної відносної норми.
Таблиця 1
Вміст мінеральних елементів у трепанобіоптатах кістяка корів
продуктивністю 4000 кг молока на рік в нормі в зоні Полісся
|
Елементи |
Біопсія 26 квітня |
Біопсія 3 жовтня |
Р |
|
Са, г/кг |
,8 ±2,61 |
,04±4,15 |
<0,05 |
|
Mg, г/кг |
,44±0,27 |
,52±0,51 |
<0,05 |
|
Na, г/кг |
,4±0,69 |
,92±0,77 |
<0,05 |
|
K, мг/кг |
,5±22,2 |
,3±36,67 |
<0,05 |
|
Fe, мг/кг |
,94 ±16,48 |
,52±4,2 |
<0,05 |
|
Cu, мг/кг |
,08±3,69 |
,52 ±3,39 |
>0,05 |
|
Zn, мг/кг |
,12±14,19 |
,74±12,06 |
>0,05 |
|
Mn, мг/кг |
,02±0,17 |
,94±0,54 |
<0,05 |
|
Sr, мг/кг |
,56±1,91 |
,6±0,66 |
<0,05 |
Вміст в сироватці крові кальцію, фосфору, Са:Р, резервна лужність знаходилися в межах загальновизнаної норми.
Вміст мінеральних речовин в трепанобіоптатах
і в сироватці крові корів при аліментарній остеодистрофії
та її гістологічні особливості
В досліді було задіяно 320 корів чорно-рябої породи продуктивністю 3900 кг молока на рік, що утримувалися в одному з приміських господарств м. Києва (зона Полісся). Результати атомно-абсорбційної спектрометриї представлено в таблиці 2.
Вміст кальцію в кістяку корів, хворих на остеодистрофію, достовірно нижчий, ніж у нормі: навесні 47,02±2,1 проти 63,8 ±2,61 г/кг, (Р <0,01), восени 51,42±1,61 проти 75,04±4,16 г/кг (Р <0,01). В той же час, як і в умовах норми, восени вміст кальцію в кістяку корів, хворих на остеодистрофію, виявився достовірно більшим, ніж навесні, що свідчить про наявність виражених сезонних коливань рівня мінералізації кістяка не тільки у здорових корів, але й у корів з симптомами остеодистрофії.
Відмічається також достовірне сезонне коливання насиченості кісткової тканини калієм, міддю, стронцієм, що, вірогідно, обумовлено більшим вмістом останніх у зелених кормах, які згодовували в господарстві протягом літа.
В кістяку корів даного господарства, в порівнянні з кістяком корів, в умовах якого визначали показники норми, встановлено помітні відхилення вмісту ряду мінералів. Так, достовірно більше містилося (осінні показники) стронцію (16,44±1,84 проти 10,6±0,06 мг/кг) і достовірно менше натрію (2,27±0,35 проти 5,92±0,77 г/кг) та марганцю (0,58±0,05 проти 1,94±0,54 мг/кг), що, з одного боку, обумовлено деякими місцевими особливостями грунтів, а з іншого, нижчим рівнем дискримінації стронцію кальцієм в зв’язку з меншим вмістом останнього. Допускаємо, що менший вміст натрію пов’язаний з посиленим його витрачанням як лужного еквіваленту, на підтримання рН внутрішнього середовища, про що свідчать біохімічні показники сироватки крові (табл. 3).
Як видно з таблиці 3, вміст загального білка як навесні, так і восени був в межах норми, але різниця між ними виявилася статистично достовірною на користь осінніх показників. Вміст каротина навесні був нижчий від норми, а восени цей показник нормалізувався.
Таблиця 2
Вміст мінеральних речовин в трепанобіоптатах кістяка корів
при виражених симптомах остеодистрофії
|
Елементи |
Біопсія 28 квітня |
Біопсія 26 вересня |
Р |
|
Ca, г/кг |
47,02±2,1 |
,42±1,61 |
<0,05 |
|
Mg, г/кг |
,36±0,28 |
,79±0,42 |
>0,05 |
|
Na, г/кг |
,14±0,32 |
,37±0,35 |
>0,05 |
|
K, мг/кг |
,84±6,76 |
,58±43,43 |
<0,05 |
|
Fe, мг/кг |
,14±6,16 |
,46±3,92 |
>0,05 |
|
Cu, мг/кг |
,4±2,4 |
,34±5,64 |
<0,05 |
|
Zn, мг/кг |
,44±9,99 |
,22±10,47 |
<0,05 |
|
Mn, мг/кг |
,62±0,05 |
,58±0,05 |
>0,05 |
|
Sr, мг/кг |
,48±1,07 |
,44±1,84 |
<0,05 |
Таблиця 3
Біохімічні показники сироватки крові корів
з вираженими симптомами остеодистрофії
|
Показники |
Взяття крові 28 квітня |
Взяття крові 26 вересня |
Р |
|
Загальний білок, г/л |
73,2±0,26 |
,4±0,19 |
<0,05 |
|
Каротин, мкмоль/мл |
6,87±0,76 |
,74±0,62 |
<0,01 |
|
ммоль/л |
11,32±0,15 |
,15±0,32 |
<0,05 |
|
Са, ммоль/л |
2,66±0,05 |
,83±0,13 |
>0,05 |
|
Р, ммоль/л |
1,59±0.07 |
,71±0,1 |
>0,05 |
|
Са:Р, мг% |
2,16±0,1 |
,15±0,08 |
>0,05 |
Лужний резерв крові весною був нижчим від норми, а восени він виявився нормальним. Вміст Са і Р, як навесні, так і восени, був у межах норми.
Таким чином, характер обміну речовин в організмі корів, хворих на остеодистрофію, характеризувався помітним його погіршенням навесні та деякою тенденцією до нормалізації восени.
Гістологічно виявляється часткове розсмоктування деяких кісткових трабекул, що супроводжується хибною картиною їх “роз’єднання”. Для остеомаляції, яка переважає, характерний багатофокусний остеоліз, дисоціююча, судинна, пазушна та інколи остеокластична резорбція. Остеопороз, що зустрічається порівняно рідко, проявляється формуванням виражених порожнин в кістковій речовині.
Дистрофія кісткової тканини супроводжується змінами кісткового мозку. Спостерігається ліполіз з утворенням внутрішньовічкових водяних пухирів та інфільтрації мононуклеарними фагоцитами.
Стан кістяка корів при остеодистрофії на фоні кетозу
Кетоз нерідко ускладнюється вторинною остеодистрофією (І.П.Кондрахін,1980), яка відрізняється своєрідним патогенезом, що і обумовлює інтерес до вивчення реакцій кістяка корів при даному захворюванні.
Діагноз на кетоз ставили на підставі аналізу раціону, клінічних спостережень та даних лабораторних досліджень (табл. 4).
Таблиця 4
Біохімічні показники крові корів, хворих на кетоз
|
Показники |
Взяття крові 4 грудня |
Взяття крові 25 травня |
|
Загальний білок, г/л |
89,5±0,24 |
,1±0,415 |
|
Глюкоза, ммоль/л |
2,3±0,13 |
,41±0,275 |
|
Кетонові тіла, ммоль/л |
1,76±0,1 |
,68±0,4 |
|
Лужний резерв,ммоль/л |
11,9±0,64 |
,5±0,19 |
|
Са, ммоль/л |
2,18±0,03 |
,69±0,04 |
|
Р, ммоль/л |
2,82±0,03 |
,29±0,15 |
|
Са:Р, мг% |
1,04±0,005 |
,19±0,22 |
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах представлено в таблиці 5. Відносно низький вміст кальцію в кісткових зразках обумовлений остеодистрофічним процесом. Звертає на себе увагу зниження вмісту цинку в кістковій тканині, що, можливо, обумовлено його підвищеними витратами. Цинк - важлива складова частина багатьох ферментів, в першу чергу інсуліна; допускаємо, що при кетозі, в зв’язку з низьким рівнем глюкози в крові, відбувається посилене продукування інсуліну з наступним виведенням його з організму, що і визначає зменшення вмісту цинку в трепанобіоптатах.
Підвищений вміст заліза пов’язаний з посиленням кровонаповнення губчастої кістки.
Підвищення вмісту стронцію, очевидно, обумовлено наявністю в складі зимового раціону кормів, багатих цим мікроелементом. Досить низький вміст свинцю та кадмію відображає певне благополуччя земельних угідь даного господарства по забрудненню важкими металами.
Таблиця 5
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах
при вторинній остеодистрофії
|
Елементи |
Трепанобіопсія 4 грудня |
Трепанобіопсія 25 травня |
|
1 |
||
|
Са, г/кг |
,06±2,43 |
,4±5,79 |
|
Mg, г/кг |
,63±0,07 |
,37±0,27 |
|
Na, г/кг |
,08±0,27 |
,79±0,51 |
|
K, мг/кг |
,2±4,93 |
±22,3 |
|
Fe, мг/кг |
±109,4 |
,4±153,13 |
|
Cu, мг/кг |
,82±0,56 |
±,8 3 |
|
Zn, мг/кг |
,17±4,11 |
±41,85 |
|
1 |
||
|
Mn, мг/кг |
Не визначали |
,7±4,4 |
|
Sr, мг/кг |
,9±3,33 |
,44±0,41 |
|
Pb, мг/кг |
Сліди |
,96±0,65 |
|
Cd, мг/кг |
,652±0,17 |
,36±0,53 |
З кінця квітня корів почали випасати. Це різко змінило характер годівлі (кількість концентратів в раціоні була зменшена на 3 кг, що знизило кетогенність раціону) і позначилося позитивно на клінічному статусі та на біохімічних показниках крові і на мікроелементному складі трепанобіоптатів.
Відносно низький вміст кальцію в кісткових зразках, отриманих в кінці травня, вказує на уповільнення ремінералізації кістяка в період пізньої весни, що обумовлено суттєвими порушеннями обмінних реакцій у організмі корів у зв’язку з кетозом, ускладненим вторинною остеодистрофією.
Гістологічно в кісткових зразках виявляється розсмоктування частини балок і трабекул, порушується рівномірність їх забарвлення (“плямистість”). В реакції з пікрофуксиновою сумішшю кістковий колаген місцями фарбується в нехарактерний для нього жовто-оранжовий колір, а місцями виявляється його базофілія. Послаблюється реакція на глікопротеїни і катіонні білки, посилюється реакція на протеоглікани, які містять переважно гіалуронат. Все це свідчить про виражену дистрофію кісткового колагена і є характерною ознакою вторинної остеодистрофії у зв’язку з кетозом. Допускаємо, що виражена дистрофія кісткового колагена зумовлює зниження відкладання на ньому солей кальцію.
В жировому кістковому мозку мають місце ліполіз, гідропічна дистрофія, накопичення гіалуронату, білка, інфільтрація крупними базофільними моноцитарно-макрофагальними елементами (резорбтивний процес).
Застосування доступних методик визначення
вмісту кальцію і фосфору в трепанобіоптатах
Для визначення вмісту кальцію і фосфору в кісткових зразках можна застосовувати як екстракт, так і лізат біоптата. В першому випадку кісткову речовину масою 300 мг –г занурюємо в 5%-ний розчин азотної кислоти (8 мл) на 12 годин. Після цього зразок витримуємо в двох порціях дистильованої води (по 3 мл) –відповідно 6-10 годин та 1 годину; обидві порції зливаємо разом і додаємо до кислотного екстракту, загальний об’єм якого збільшується до 14 мл.
В другому випадку кістковий зразок розчиняємо в суміші концентрованих азотної та соляної кислоти (8 мл) протягом 6-10 годин. До лізату додаємо 6 мл дистильованої води.
Щоб довести концентрацію кальцію і фосфору в досліджуваних розчинах до величин середніх показників в сироватці крові (це важливо, оскільки дозволяє виконувати дослідження в умовах звичайних ветеринарних лабораторій) останні розводимо дистильованою (бідистильованою) водою в 20-50 разів. Практично беремо 1 мл кислотного екстракту (лізату) і додаємо 20-50 мл води. Старанно перемішуємо. В даному розчині визначаємо вміст кальцію і фосфору з використанням загальновживаних методик. В наступних розрахунках враховуємо показники розведення екстракта (лізата) та маси кісткового зразка.
Кількість кальцію і фосфору можна вираховувати як в одиниці маси, так і в одиниці анатомо-фізіологічного об’єму кістки.
У корів продуктивністю 2200-3200 кг молока на рік для компактної і губчастої кістки встановлені такі показники вмісту кальцію і фосфору (табл. 6).
Таблиця 6
Вміст кальцію і фосфору (мг/г, г/кг) в кісткових зразках.
|
Стан кістяка |
Вміст Са в компак-тній кістці |
Вміст Р в компак тній кістці |
Са:Р в компакт- ній кістці |
Вміст Са в губчас-тій кістці |
Вміст Р в губ- частій кістці |
Са:Р в губчас-тій кістці |
|
1 |
||||||
|
Н о р м а |
-405 |
-203 |
,45-2 |
-88 |
-71 |
,26-1,8 |
|
1 |
||||||
|
Кальційдефіцитна остеодистрофія |
-140 |
-136 |
,7-1,4 |
-57 |
-165 |
,4-2,89 |
|
Фосфородефіцитна остеодистрофія |
-195 |
-75 |
,1-2,6 |
-168 |
-39 |
,2-4,9 |
|
Рівномірна (змішана) остеодистрофія |
-130 |
-73 |
,5-2 |
-57 |
-37 |
,5-2 |
Кістки губчастої будови, які несуть менше механічне навантаження і які є основним джерелом мобілізації мінеральних елементів у кров, характеризуються помітно меншим вмістом основних остеотрофічних мінералів.
Вплив тривітаміну (А, D, Е) на стан кістяка корів
Показник вмісту маси мінеральних елементів, яким ми досі оперували, представляється в певній мірі недостатньо чутливим критерієм, оскільки залишається невідомою зміна маси всього кістяка. Вирішено також використовувати показник вмісту мінералів в одиниці об’єму кісткової тканини (см), який менш змінюється, ніж маса скелета. Вважаємо, що в першому наближенні вмістом мікроелементів можна до деякої міри знехтувати, оскільки їх кількість в кістці складає соті чи навіть тисячні долі відсотка.
Підтвердженням сказаного є дослід по вивченню впливу тривітаміна (А, D, Е) на стан кістяка корів. Коровам двічі на місяць протягом року внутрішньом’язово вводили по 10 мл тривіта; контролем слугували інтактні корови-аналоги. Взяття крові та трепанобіопсію провели 28 квітня та 29 вересня. Біохімічні показники крові знаходилися в межах норми. Вміст мінеральних елементів в кісткових зразках представлено в таблиці 7.
Таблиця 7
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах кістяка корів
в умовах літньої вітамінізації
|
Елементи |
Контроль |
Дослід |
Р |
|
Са, г/кг |
,6±6,65 |
,6±13,19 |
>0,05 |
|
Р, г/кг |
,2±1,48 |
,32±3,58 |
>0,05 |
|
Mg, г/кг |
1,21±0,08 |
,27±0,14 |
>0,05 |
|
Na, г/кг |
5,5±1,46 |
,92±0,86 |
>0,05 |
|
K, мг/кг |
301±15,88 |
±64,38 |
>0,05 |
|
Fe, мг/кг |
77±21,46 |
±33,95 |
>0,05 |
|
Cu, мг/кг |
24,8±3,86 |
,6±1,07 |
>0,05 |
|
Zn, мг/кг |
561,2±204,75 |
±675,96 |
<0,001 |
|
Mn, мг/кг |
0,05 |
,05 |
>0,05 |
|
Sr, мг/кг |
,66±0,28 |
,56±0,34 |
<0,05 |
Як видно з даної таблиці, введення тривіта в літній період призвело до достовірного збільшення в кістяку лише вмісту цинку та стронцію. Найбільш вірогідно, що цьому сприяв вітамін А, оскільки відома тісна взаємодія між даним вітаміном та деякими металами, зокрема цинком (Н.И.Берзинь,1987).
В результаті зимової вітамінізації в кістяку корів достовірно збільшився вміст магнію, цинку, марганцю, стронцію (табл. 8).
Таблиця 8
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах
кістяка корів в умовах зимової вітамінізації
|
Елементи |
Контроль |
Дослід |
Р |
|
1 |
2 |
||
|
Ca, г/кг |
54±3,35 |
,29±9,27 |
>0,05 |
|
P, г/кг |
29,37±1,54 |
,13±5,62 |
>0,05 |
|
Mg, г/кг |
1,79±0,17 |
,4±0,45 |
<0,05 |
|
1 |
2 |
||
|
Na, г/кг |
1,69±0,09 |
,11±0,22 |
<0,05 |
|
K, мг/кг |
90,25±57,02 |
,75±34,81 |
>0,05 |
|
Fe, мг/кг |
76,75±12,64 |
±34,83 |
<0,05 |
|
Cu, мг/кг |
1,65±0,11 |
,4±1,43 |
<0,05 |
|
Zn, мг/кг |
75±8,43 |
±147,19 |
<0,01 |
|
Mn, мг/кг |
0,84±0,08 |
,75±0,14 |
<0,05 |
|
Sr, мг/кг |
,57±0,36 |
,3±0,55 |
<0,05 |
Модифіковані розрахунки з використанням даних атомно-абсорбційної спектрометрії кислотних лізатів кісткових зразків проведені за формулою:
Qсума = Mсума : (V х Qх 1000), де
Qсума –сумарна щільність основних макроелементів (Ca, P, Mg, Na, K), Mсума –щільність Са + Р + Mg + Na + K в грамах на кг нативної сирої кістки за даними атомно-абсорбційної спектрометрії, V - об’єм трепанобіоптата, Q – щільність трепанобіоптата, яку вираховують за формулою Q = М : V, (М –маса нативного сирого зразка), 1000 - кратність відношення г:кг.
Проведені за даною формулою розрахунки виявили наступне: а) в результаті літньої вітамінізації щільність основних макроелементів склала в контролі 200,26±33,76 мг/см, в дослідній 186,16±19,69 мг/см(Р>0,05), б)в результаті зимової вітамінізації –в контролі 90±5,62 мг/см, в досліді 192,6 ±25,28 мг/см (Р<0,01). Отже, в літній період року введення тривітаміна не проявило помітного позитивного впливу на вміст в кістяку дослідних корів основних макроелементів, в той час як зимова вітамінізація представила можливість значно підвищити мінеральну насиченість кістяка дослідних корів; застосування останьої може бути рекомендоване для впровадження в практику.
Багатофакторний екстрактний мас-об’ємний метод
дослідження трепанобіоптатів
Розроблено порівняно простий метод всебічної оцінки стану кісткової тканини.
Вираховуємо щільність (Q) нативної сирої кістки (М) за формулою - Q= M : V, де М–маса нативного сирого зразка (300 мг –г), V- об’єм зразка (V=?RL).
Зразок кістки знежирюємо в спирт-ефірі і висушуємо при 105С до постійної маси (М) і вираховуємо щільність сухої знежиреної кістки в початковому об’ємі нативної сирої кістки.
З сухого знежиреного кісткового зразка екстаргуємо мінерали 5% азотною кислотою (8 мл) протягом 12 годин з наступним витримуванням у двох порціях (по 3 мл) дистильованої води (10-12 годин та 1 годину).
Одержаний залишок (органічний матрикс або осеїн) висушуємо при 105С до постійної маси (М) і вираховуємо щільність органічного матриксу в початковому об’ємі нативної сирої кістки –Q=M :V.
Вираховуємо масу мінеральних речовин, віднімаючи від маси сухого знежиреного кісткового зразка масу осеїна –М=М-М.
Вираховуємо щільність мінералів в початковому об’ємі нативного сирого кісткового зразка –Q=M:V.
Вираховуємо відношення (К) між мінеральним компонентом та осеїном кісткового заразка (індекс мінералізації); останнє може бути представлене як частка мас або щільностей мінеральної і органічної основи зразка кістки.
Крім того, показники багатофакторного екстрактного мас-об’ємного методу дослідження кісткових зразків можуть бути представлені у відсотках.
В таблиці 9 приведені показники трепанобіоптатів кістяка корів, при вивченні яких застосована дана методика. Порівнювали стан кістяка корів двох господарств, одне з яких розташоване в лісостеповій зоні (Черкаська область) - умови годівлі та утримання задовільні, продуктивність склала 2500 кг молока на рік, інше розташоване в зоні Полісся (Чернігівська область) –в господарстві має місце виражена нестача кормів, що обумовило незадовільні умови годівлі (часткове голодування), а також утримання - продуктивність на корову склала 1700 кг молока на рік.
Таблиця 9
Показники трепанобіоптатів корів чорно-рябої породи 3-5-річного віку господарств
з різним рівнем годівлі та продуктивності
|
Показники |
КСП с. Кам’яний Брід. Біопсія 9.0І. |
КСП с. Скрипчин. Біопсія 28.02. |
Р |
|
Щільність сирої нативної кістки (Q), мг/см |
±19,2 |
±33,25 |
<0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки (Q), мг/см |
,8±21,32 |
,5±10,64 |
<0,05 |
|
Вміст сухої знежиреної кістки в одиниці маси нативної сирої кістки,% |
,72±1,72 |
,38±0,66 |
<0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/смв одиниці маси нативної сирої кістки (Q) |
,5±5,3 |
±6,6 |
<0,05 |
|
Вміст органічного матрикса в одиниці маси сухої знежиреної кістки,% |
,01±1,32 |
,75±0,94 |
<0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/см сирої нативної кістки (Q) |
235±18,1 |
±6,6 |
<0,05 |
|
Вміст мінералів в одиниці маси сухої знежиреної кістки,% |
,99±1,32 |
,63±1,2 |
<0,05 |
|
Відношення вмісту мінералів до вмісту орга-нічного матрикса –індекс мінералізації (К) |
,798±0,104 |
,22±0,09 |
<0,05 |
В проведеному дослідженні всі показники багатофакторного екстрактного мас-об’ємного аналіза у частково голодуючих корів виявилися достовірно меншими, тобто вони засвідчують зменшення в кістяку не тільки вмісту осеїну, а й мінерального компоненту, причому зниження вмісту органічної основи випереджає зниження вмісту мінеральних речовин, про що свідчить більш високий показник рівня мінералізації.
Дослідження трепанобіоптатів кістяка та сироватки крові корів
при субклінічному перебігу остеодистрофії
Дослідження проводили на коровах-аналогах чорно-рябої породи 3-6-річного віку продуктивністю 6000 кг молока на рік, серед яких відібрали групу клінічно здорових тварин, нормальний стан скелета яких зберігався протягом року та корів, у яких при відсутності на час дослідження симптомів остеодистрофічних уражень, останні проявилися дещо згодом, тобто мав місце субклінічний (прихований) перебіг хвороби. Результати досліджень сироватки крові та трепанобіоптатів представлені в таблицях 10 та 11.
Таблиця 10
Дослідження сироватки крові корів в нормі
та при субклінічному перебігу остеодистрофії
|
Показники |
Нормальний стан корів |
Субклінічний перебіг остеодистрофії |
Р |
|
Лужний резерв, ммоль/л |
,8±10,75 |
,4±14,32 |
>0,05 |
|
Концентрація водневих йонів (рН) |
,38±0,02 |
,34±0,02 |
>0,05 |
|
Білок, г/л |
,6±1,72 |
,4±3,43 |
<0,05 |
|
Каротин, мкмоль/л |
,14±1,01 |
,5± 0,54 |
<0,05 |
|
Кальцій, ммоль/л |
,1±0,26 |
,88±0,13 |
>0,05 |
|
Фосфор, ммоль/л |
,3±0,09 |
,59±0,06 |
<0 .05 |
|
Са:Р, мг% |
,6±0,06 |
,4±0,06 |
<0,05 |
Примітка: кетонові тіла в крові корів обох груп не виявлені.
Як видно з таблиці 10, в сироватці крові корів з ознаками прихованої остеодистрофії не виявлено суттєвих змін вмісту кальцію, що пояснюється функціонуванням механізмів гомеостазу. Має місце достовірне зменшення білка, каротину та зниження кальцій-фосфорного співвідношення, яке слід вважати чутливим показником змін мінерального обміну.
Таблиця 11
Показники трепанобіоптатів кістяка корів в нормі
та при субклінічній остеодистрофії
|
Показники |
Нормальний стан кістяка |
Субклінічна остеодистрофія |
Р |
|
Щільність нативної сирої кістки, мг/см |
+ 64,38 |
+ 57,94 |
<0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки, мг/см |
+ 42,9 |
+ 8,58 |
<0,05 |
|
Вміст сухої знежиреної кісткової речовини в нативній сирій кістці, % |
,4 + 1,93 |
,2+ 1,5 |
<0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/кг нативної сирої кістки |
+ 17,2 |
+ 1,3 |
<0,05 |
|
Вміст осеїну в одиниці маси нативної сирої кістки, % |
,4 + 1,07 |
,2 + 0,43 |
<0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/см нативної сирої кістки |
+ 25,8 |
+ 0,64 |
<0,05 |
|
Вміст мінералів в одиниці маси нативної сирої кістки, % |
,4 + 1,07 |
+ 0,86 |
<0,05 |
|
Індекс мінералізації |
,2 + 0,2 |
,14 + 0,08 |
<0,05 |
Як видно з таблиці 11, застосування багатофакторного екстрактного мас-об’ємного аналіза трепанобіоптатів досить чітко визначає наявність остеодистрофічних порушень при невиразних клінічних ознаках хвороби, або навіть при видимій відсутності останніх.
Ендогенна остеомаляція
Ендогенну остеомаляцію було виявлено у вибракованих корів з порушенням функції молокопродукції і відтворення. Продуктивність за попередню лактацію склала 2150 кг молока за рік. В контрольну групу підібрали не тільних, дійних корів-аналогів з продуктивністю 2300 кг молока за рік з нормальним станом репродуктивної сфери.
При дослідженні трепанобіоптатів (табл. 12) і сироватки крові (6.Х) були отримані такі результати.
Таблиця 12
Показники трепанобіоптатів корів в нормі
та при ендогенній остеомаляції
|
Показники |
Дійні корови |
Вибраковані недійні корови |
Р |
|
Щільність нативної сирої кістки, мг/см |
1009±26,19 |
,67±44,05 |
<0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки, мг/см |
,56±13,57 |
,44±21,44 |
<0,05 |
|
Вміст сухої знежире-ної кісткової речовини в нативній сирій кістці, % |
,38±1,84 |
,78±1,9 |
<0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/см нативної сирої кістки |
,51±4,96 |
,67±9,85 |
<0,05 |
|
Вміст органічного матрикса в нативній сирій кістці,% |
±1,64 |
,55±1,55 |
<0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/см нативної сирої кістки |
,97±10,33 |
±15,48 |
>0,05 |
|
Вміст мінералів в нативній сирій кістці,% |
±0,91 |
,44±1,55 |
<0,05 |
|
Індекс мінералізації |
1,9±0,07 |
,33±0,09 |
<0,01 |
Як видно з таблиці, у вибракованих недійних корів щільність нативної сирої кістки, сухої знежиреної кістки та осеїну була достовірно більшою, ніж у лактуючих. В той же час різниця між щільністю мінеральних речовин була недостовірною. Очевидно, що виявлені відмінності зумовлені, головним чином, різницею вмісту в кістяках органічних речовин, вірогідно в зв’язку з меншою витратою поживних речовин на утворення молока, формування плоду тощо.
Індекс мінералізації був достовірно вищим у лактуючих корів в порівнянні з вибракованими коровами; у останніх він був дуже низьким, що прямо вказує на падіння рівня звапнення кістяка, тобто розвитку у вибракованих корів остеомаляції, яка клінічно перебігає в прихованій формі.
Оскільки у вибракованих корів зміни в кістяку проявляються в кінці пасовищного періоду і при цьому у дійних корів вони були відсутніми, можна вважати, що виявлені відхилення мають ендогенне походження і пов’язані з гормональними змінами в організмі вибракуваних корів. Підтвердженням сказаного є понаднормове підвищення вмісту кальцію (3,88±0,11 ммоль/л) та виражене зниження вмісту фосфору (0,69±0,05 ммоль/л) в сироватці крові вибракованих корів, що вказує на гіперфункцію паращитовидних залоз.
Патогенетичні механізми ураження
кінцівок в зв’язку з остеодистрофією
На фоні остеодистрофічних порушень нерідко спостерігається надмірне прогинання суглобів кінцівок, переважно пальців, обумовлене лонгозом сухожилків та зв’язок, які контролюють суглобові кути в статиці. Розвиваються набуті зміни постави кінцівок, переважно тазових, що супроводжується вираженими локомоторними порушеннями.
Величина кутів пальцевих суглобів в нормі характеризується строгою стабільністю, в той час як при лонгозі сухожилків у зв’язку з дистрофічним остеотендинітом величина суглобових кутів відрізняється значною варіабільністю їх помітного зменшення (табл. 13).
Таблиця 13
Величини дорсальних кутів пальцевих суглобів
в градусах
|
Суглоби |
Корови з нормальною поставою пальців |
Корови з перерозгинанням пальцевих суглобів |
Р |
|
Путовий |
,2±0,73 |
,2±6,87 |
<0,01 |
|
Вінцевий |
,4±0,73 |
±2,33 |
<0,01 |
|
Копитцевий |
±0,66 |
,4±5,15 |
<0,01 |
При перерозгинанні суглобів пальців посилюється вплив пошкоджуючих факторів зовнішнього середовища на дистальні ланки кінцівок, що нерідко супроводжується їх захворюванням (гнійно-некротичні та інші процеси).
Результати дослідження трепанобіоптатів чітко визначають наявність дистрофічних порушень в кістяку корів з перерозгинанням пальців (табл. 14).
Остеодистрофічні порушення носять, в основному, характер остеомаляції, про що свідчать недостовірність різниці у вмісті осеїна в одиниці об’єму нативної сирої кістки та виразне зменшення індексу мінералізації.
Гістологічно в зоні вертикального входження кінцевих сухожилкових волокон в кістку виявляються помітні розширення кістково-мозкових вічок, а також пазушна, судинна, дисоціююча та остекластична резорбція. В ділянці кістково-сухожилкової границі спостерігається розволокнення грубоволокнистої кісткової речовини в зв’язку з процесом демінералізації. В прилеглих кістково-мозкових вічках спостерігається проліферація фіброретикулярної тканини,
Таблиця 14
Показники трепанобіоптатів кістяка корів з нормальною
поставою пальців та з перерозгинанням пальцевих суглобів
|
Показники |
Корови з нормальною поставою пальців |
Корови з перерозгинанням пальцевих суглобів |
Р |
|
1 |
|||
|
Щільність нативної сирої кістки, мг/см |
±15,02 |
±38,63 |
<0,01 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки, мг/см нативної сирої кісткової речовини |
±17,17 |
±25,75 |
<0,01 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/см нативної сирої кістки |
±8,58 |
±12,88 |
>0,05 |
|
1 |
|||
|
Щільність мінеральних речовин, мг/см нативної сирої кістки |
± 8,58 |
±17,9 |
<0,05 |
|
Індекс мінералізації |
,15±0,07 |
,69±0,06 |
<0,01 |
яка в деяких вічках повністю заміщає кістковий мозок. Остеоліз грубоволокнистої кістки супроводжується розсмоктуванням балок підспіднього шару губчастої кістки з розкриттям в дорзальному напрямку частини кістково-мозкових вічок. Новосформована внутрішньовічкова фібро-ретикулярна тканина зливається з сухожилковою тканиною кістково-сухожилкового з’єднання; вона “тендинізується”, що проявляється виразним посиленням одноосної орієнтації колагенових волокон та їх пучків вздовж сил тракції. В результаті відбувається подовження сухожилка в зоні його фіксації до кістки.
Роль остеодистрофії у виникненні патології копитець
В умовах стійлового утримання виявлено тісний зв’язок між остеодистрофією та ураженнями копитець. Встановлено, що остеодистрофічні порушення є первинними, а деформація копитець та інші їх ураження –вторинними.
Діагностуємо гострокутні (кут зацепа 28-43), тупокутні (кут зацепа 65-85), торцеві (кут зацепа 85-90) плоські і повні копитця (рівень підошви нижче рівня підошовних країв копитцевих стінок), гіпо- та гіперплазовані копитця, стиснуті (криві) копитця та стійлові копитця (запущена деформація).
Кожна різновидність деформованих копитець характеризується вираженими патологоанатомічними особливостями, обумовленими, в першу чергу, характером і особливостями порушень опорно-силових взаємодій в їх структурах. Останнє є наслідком порушень постави кінцівок.
Гістологічно визначається дезорганізація мікроструктури основи шкіри та епідермісу. Має місце мукоїдне та фібриноїдне набуханя, білкова дистрофія, запалення та склероз основи шкіри, дискератоз епідерміса та просякнення його глікопротеїнами, що порушує процес відшарування кератиноцитів на підошовній поверхні копитець. Спостерігається деформація сосочків і листочків, їх подовження або, навпаки, укорочення, що призводить до необоротності (з часом) деформації копитець.
Часткове або повне виключення з опори копитцевих стінок та перевантаження м’якушів супроводжується виникненням пододерматиту, виразки м’якуша, короніту тощо; викривлення копитцевих стінок в аксіальний бік пов’язане з ламінітом.
На початковій стадії патогенної ситуації остеодистрофія порушення постави кінцівок деформація копитець клінічно визначаються переважно симптоми остеодистрофії. На другій клінічно вираженій стадії деформації копитець поряд з прогресуванням остеодистрофічного процесу, виявляються виразні ознаки патології копитець.
Стан кістяка при деформації копитець представлено в таблиці 15.
Таблиця 15
Показники трепанобіоптатів кістяка корів з нормальними та деформованими копитцями
|
Показники |
Корови з нормальним станом копитець |
Корови з деформованими копитцями |
Р |
|
Щільність нативної сирої кістки, мг/см |
±40,77 |
±25,75 |
<0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки, мг/см нативної сирої кісткової речовини |
±10,73 |
± 23,6 |
<0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/см нативної сирої кістки |
±8,56 |
±12,88 |
>0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/смнативної сирої кістки |
±15,02 |
±8,58 |
<0,05 |
|
Індекс мінералізації |
,26±0,16 |
,92±0,07 |
<0,05 |
Як видно з таблиці, відмічається наявність вираженої остеомаляції, про що свідчить відсутність достовірної різниці показників щільності органічного матриксу та низький показник індексу мінералізації губчастої кістки у корів з деформованими копитцями. Остеодистрофія неминуче виникає в умовах тривалого утримання корів в приміщеннях без належного моціону та малозадовільної годівлі (в раціонах переважають кислі еквіваленти, має місце нестача мінеральних речовин і вітамінів тощо). В основному уражуються корови, друга половина вагітності і отелення яких припадає на кінець зими і початок весни.
Профілактичні заходи при деформації копитець обов’язково повинні включати попередження остеодистрофічних порушень, а лікувальні –регулярну розчистку копитець.
Дослідження кісткової тканини, сухожилків та
крові відгодівельних бичків у зв’язку з остеодистрофією
При відгодівлі в приміщеннях у зв’язку з D-гіповітамінозом та нерідко при незадовільній годівлі у молодняка великої рогатої худоби відмічаються остеодистрофічні порушення. Спостерігали типові ознаки рахіту, шаблевидну або круту поставу тазових кінцівок, припухання тканин в ділянці п’яткових горбів, кульгання опертої кінцівки. У частини хворих бичків спостерігали відрив п’яткових сухожилків.
Були проведені дослідження у хворих і контрольних бичків (останні отримували вітамін D). Гістологічно виявляли, що у хворих бичків частина кінцевих волокон п’яткового сухожилка закінчується не в міцній кістковій тканині, як це має місце в нормі, а в недостатньо звапненому або зовсім немінералізованому апофізі кістки. При певних зусиллях тварини (вставання, садка тощо), які супроводжуються натягненням сухожилка, пронизні волокна порівняно легко відриваються –спочатку окремі волоконця, а з часом їх групи та пучки, що згодом призводить до відриву сухожилка від кістки.
При біохімічних дослідження крові обох груп тварин виявлено нормальний вміст кальцію, фосфору, загального білка, резервної лужності, але у дослідних бичків мало місце порушення кальцій-фосфорного співвідношення (в контролі 1,86±0,13, в досліді 2,24±0,05, Р<0,05).
Результати дослідження трепанобіоптатів представлено в таблиці 16.
Таблиця 16
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах кістяка відгодівельних бичків
|
Елементи |
Бичкі, що отримували вітамін D |
Бичкі з симптомами остеодистрофії |
Р |
|
Са, г/кг |
±5,9 |
,7±4,09 |
<0,01 |
|
Р, г/кг |
,02±4,27 |
,9±8 2,9 |
<0,01 |
|
Mg, г/кг |
2,82±0,24 |
,91±0,16 |
<0,05 |
|
Na, г/кг |
,35±0,31 |
,28±0,2 |
<0,01 |
|
K, мг/кг |
±310,5 |
±60,4 |
>0,05 |
|
Fe, мг/кг |
,7±2,53 |
,36±1,91 |
>0,05 |
|
Cu, мг/кг |
,44±0,92 |
,94±0,69 |
<0,01 |
|
Zn, мг/кг |
,58±0,43 |
,62±0,26 |
<0,05 |
|
Mn, мг/кг |
,16±0,01 |
,12±0,01 |
<0,05 |
|
Sr, мг/кг |
,9±8,5 |
,8±1,29 |
<0,05 |
Як видно з таблиці, використання вітаміна D супроводжується достовірним збільшенням у кістяку відгодівельних бичків вмісту більшості мінеральних елементів, що слід розглядати як результат загального покращення мінерального обміну.
Стан мінерального живлення та основні технологічні хвороби бичків при відгодівлі хлібною брагою
Технопатіями при відгодівлі бичків хлібною брагою є остеомаляція і обумовлений нею дистрофічний остеотендиніт (переважно тазових кінцівок), а також сегментарний дермофіброз та остеосклероз.
Виникнення цих технологічних хвороб спричиняє надлишок в раціоні протеїну і фосфору та нестача кальцію і цукрів, порушення кальцій-фосфорного (в раціоні 0,83, в нормі 1,5-2) та цукропротеїнового (в раціоні 0,4-0,6, в нормі 0,8-1,2) співвідношення; важливу роль відіграє і відсутність інсоляції, що спричиняє D-гіповітаміноз.
При визначенні стану кістяка отримано такі результати (табл. 17)
Таблиця 17
Показники трепанобіоптатів кістяка хворих бичків
при відгодівлі хлібною брагою
|
Показники |
Дистрофічний остеотендиніт |
Сегментарний дермофіброз |
Р |
|
Щільність нативної сирої кістки, мг/см |
±50,56 |
,5±56,18 |
>0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кеістки, мг/см нативної сирої кісткової речовини |
,5±42,14 |
,5±22,47 |
<0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/см нативної сирої кістки |
±30,9 |
±19,66 |
>0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/смнативної сирої кістки |
,5±39,3 |
±11,24 |
<0,05 |
|
Індекс мінералізації |
,25±0,3 |
,41±0,34 |
<0,05 |
На наявність остеомаляції у бичків, уражених дистрофічним остеотендинітом, вказує відносно низька (в порівнянні з бичками, хворими на дермофіброз) щільність сухої знежиреної кістки та мінералів, а також виражене зменшення індексу мінералізації. В сироватці крові має місце зниження вмісту каротину (4,73±1,08 ммоль/л), збільшення вмісту кетонових тіл (1,73±0,86 ммоль/л) та порушення кальцій-фосфорного співвідношення (1,32±0,06); ці показники свідчать про порушення обміну речовин, що спричиняють виникненню остеомаляції як однієї з форм бардяної технопатії.
Сегментарний дермофіброз проявляється в основному на кінцівках. Ураження починається з шкіри їх окремих сегментів, де має місце фіброз та потовщення тканин; процес склерозування поширюється вглиб і може розповсюджуватися на кістки. Хворіють алергічно чутливі тварини, у яких проявляються гістологічні ознаки феномена Артюса.
Посилена мінералізація кістяка, в зв’язку з дермофіброзом, пояснюється, на нашу думку, специфічною дією вітаміна К, що звільняється з тромбоцитів (обумовлено тромбогеморагічним феноменом). Вітамін К має пряме відношення до біосинтезу остеокальцина –специфічного білка, який приймає активну участь в обміні кальцію, посилюючи мінералізацію кісткової матриці (Б.Д.Кальницький, 1983; А.В.Езерская, В.С.Мальцев,1996).
Радіаційна остеодистрофія у корів в другій зоні
радіоактивного забруднення
Дозове навантаження на організм корів за 5 років утримування в господарстві другої зони радіаційного забруднення від зовнішнього опромінення складало в середньому 2,3 бер; крім того, в організм корів з раціоном щодобово поступало 115,5 кБк радіоцезію. Дозове навантаження за рахунок інкорпорованих радіонуклідів у корів становило біля 0,4 Зв (40 бер) в рік (А.В.Кудрявченко,1993; Т.Г.Сень,1994,1995). Вміст цезія в молоці корів перевищував ВДУ в 1,4-2,9 рази.
При гістологічному дослідженні трепанобіоптатів виявлено незавершений енхондральний остеогенез, відрив та переміщеня в товщу трабекул фрагментів хряща, хондроліз, остеонекроз, фрагментуючу остеодеструкцію (радіаційно-деструктивний остеопороз) з переміщенням кісткових мікросеквестрів всередину кістково-мозкових вічок, де спостерігалися масивні крововиливи, з наступною сепарацією з крові води та утворення водних кістоподібних пухирів. Всередині останніх відбувається розчинення секвестрів, що призводить до посилення радіоактивності сечі внаслідок виведення гіперосмічного розчину. Встановлена зворотня залежність між радіоактивністю сечі і радіоактивністю кісткових зразків: максимальна радіоактивність сечі (3,7 х 10 –,7. х10 Бк/л-1) і мінімальна радіоактивність трепанобіоптатів (3,7 х 10 –Бк/кг-1) мали місце в період з грудня по квітень. Починаючи з квітня та травня, радіоактивність сечі знижувалася (3,7 х 10 –,7 х 0,37 Бк/л-1), а радіоактивність зразків губчастої кістки посилювалася (3,7 х 10–,7 х 10Бк/кг-1).
З покращенням умов годівлі (травень-вересень) спостерігалися процеси регенерації, які супроводжувалися вираженою макрофагальною резорбтивною реакцією та проліферацією мегакаріоцитів, які у худоби володіють значною радіаційною стійкістю. Останні, власне, і запускають регенеративну реакцію, в процесі якої в надгорбовій хрящовій платівці утворюється фіброзний хрящ. Жировий кістковий мозок частково заміщається пухковолокнистою тканиною, відновлюється балочна структура губчастої кістки.
Отже, радіаційна остеодистрофія представляє собою циклічний процес, який супроводжується накопиченням остеотропних радіонуклідів, частковим руйнуванням балок і трабекул, виведенням радіонуклідів з сечею та наступною регенерацією (повторення ураження). Допускаємо, що губчаста кістка у корів виконує роль поглинача радіаційно-токсичних мінералів, завдяки чому зменшується їх руйнівний вплив на організм. Досягнувши певного (критичного) рівня накопичення, остеотропні нукліди викликають часткове руйнування балок і трабекул. Декорпоровані радіонукліди, разом з розчиненими у водному середовищі кістково-мозкових вічок солями виводяться з сечею.
Результати атомно-абсорбційної спектрометрії кісткових зразків корів-аналогів з господарств другої та четвертої зон редставлено в таблиці 18.
Як видно з таблиці, у корів, хворих на радіаційну остеодистрофію, в порівнянні з контролем, губчаста кістка містила достовірно менше кальцію, та достовірно більше заліза (за рахунок крововиливів), міді, цинку, марганцю, стронцію, свинцю. Посилена акумуляція переважної більшості з них пов’язана, на наш погляд, зі здатністю губчастої кістки слугувати акумулятором не тільки радіонуклідів, але і важких металів. Отже, є підстави вважати, що губчаста кістка виконує в організмі важливу захисну функцію.
У крові корів господарства другої зони виявилося (по відношенню до норми) зниження кількості лейкоцитів в середньому в 1,5-1,7 разів, лімфоцитів (Р<0,05) і моноцитів (Р<0,05) та достовірне збільшення вмісту всіх форм нейтрофілів. Такі показники характерні для хронічної променевої хвороби, що перебігає в порівняно легкій формі (И.И.Карпуть,1986).
Таблиця 18
Вміст мінеральних елементів в трепанобіоптатах корів
господарств четвертої та другої зон
|
Елементи |
Четверта зона |
Друга зона |
Р |
|
Ca, г/кг |
85,3±8,5 |
,4±3,9 |
<0,05 |
|
P, г/кг |
,2±5,9 |
,1±3,6 |
>0,05 |
|
Mg, г/кг |
,9±0,4 |
,5±0,1 |
>0,05 |
|
Na, г/кг |
,2±0,2 |
,1±0,3 |
>0,05 |
|
K, мг/кг |
±138,4 |
±33,3 |
>0,05 |
|
Fe, мг/кг |
±42,9 |
±94,4 |
<0,01 |
|
Cu, мг/кг |
,4±0,7 |
,6±4,3 |
<0,01 |
|
Zn, мг/кг |
,1±14,5 |
±14,4 |
>0 .05 |
|
Mn, мг/кг |
,6±0,1 |
,3±0,2 |
<0,01 |
|
Sr, мг/кг |
,4±0,6 |
,8±6,7 |
<0,01 |
|
Pb, мг/кг |
,2±3,04 |
±3,2 |
<0,01 |
|
Cd, мг/кг |
- |
,8±0,1 |
- |
Радіаційна остеодистрофія корів в третій зоні
радіоактивного забруднення
Основним, найбільш поширеним і характерним видом патологічних змін, що відрізняють перебіг радіаційної патології губчастої кістки у корів, які утримуються в третій зоні, є радіаційно-гідропічна дистрофія кісткових трабекул і жирового кісткового мозку.
В кістковій тканині має місце виражене накопичення води в остеоцитарних лакунах з явищами прогресуючої остеолакунарної резорбції, яка супроводжується розчиненням кісткової речовини (радіаційно-гідропічний остеопороз), а також радіаційно-дисоціююча резорбція, що супроводжується частковою деструкцією трабекул.
Агресивне обособлення води в трабекулах та вічках губчастої кістки, вірогідно, обумовлене частковим радіолізом води внаслідок тривалого опромінення останьої інкорпорованими радіонуклідами. Вода збагачується радикалами, гідроперекисами, атомарним киснем, гідратованими електронами, солями, в тому числі радіоактивними, які надають їй високої реакційної здатності, яка в значній мірі обумовлює патобіоз губчастої кістки.
Результати дослідження трепанобіоптатів за допомогою багатофакторного екстрактного мас-об’ємного аналіза представлені в таблиці 19.
Як видно з таблиці, показники щільності нативної сирої кістки восени свідчать про певне загальне покращення стану кістяка корів, а достовірна різниця у весняних та осінніх показниках індекса мінералізації говорить про наявність остеомаляційних змін в скелеті, що співпадає з даними гістологічного дослідження. Відсутність суттєвих різниць в інших показниках обумовлена, вірогідно, перебігом радіаційної дистрофії.
В крові корів навесні, в порівнянні з осінніми показниками, виявлено достовірне позанормове зменшення вмісту еритроцитів, гемоглобіну, збільшення кольорового показника крові (гіперхромна анемія), а також зменшення лейкоцитів та всіх клітинних форм лейкограми, виразне зрушення показників зрілості ядер нейтрофілів ліворуч. У деяких корів відмічається еозинофілія та моноцитопенія.
Таблиця 19
Показники трепанобіоптатів кістяка корів
господарства третьої зони
|
Показники |
Біопсія 7 квітня |
Біопсія 6 жовтня |
Р |
|
Щільність нативної сирої кістки,мг/см |
±30 |
±38,63 |
<0,05 |
|
Щільність сухої знежиреної кістки, мг/см нативної сирої кістки |
±32,19 |
±51,5 |
>0,05 |
|
Щільність органічного матрикса, мг/см нативної сирої кістки |
±6,4 |
±12,9 |
>0,05 |
|
Щільність мінералів, мг/см нативної сирої кістки |
±6,4 |
± 40,8 |
>0,05 |
|
Індекс мінералізації |
,42±0,1 |
,26±0,08 |
<0,05 |
У частині лейкоцитів спостерігається токсикогенна зернистість, вакуолізація цитолазми, набухання та пікноз ядер; в мазках виявляються гранулофілоцити, оксифільні нормоцити, інколи еритробласти. Все це свідчить про виразні радіаційно-токсичні зміни крові, порушення кістково-мозкового кровотворення.
Гістологічні показники кісткового мозку
в нормі та патології
Нормальний стан кісткового мозку.
Інтенсивне кровотворення –гемопоетичні острівці та дифузні скупчення елементів кровотворення займають 70-90%, кістково-мозкові ліпоцити –-10% площі кістково-мозкових вічок.
Помірно виражене кровотворення – площа кістково-мозкових вічок приблизно навпіл (50% : 50%) заповнена ліпоцитами та вогнищами клітинного комплексу кровотворення.
Слабо виражене кровотворення –серед числених ліпоцитів окремі вогнища кровотворення займають 5-10% площі кістково-мозкових вічок.
Резервування кровотворної функції –вся площа кістково-мозкових вічок заповнена ліпоцитами кісткового мозку.
Патологічний стан кісткового мозку.
Зміни найбільш яскраво проявляються при радіаційній остеодистрофії та вторинній остеодистрофії кетозного походження.
Гідропічна дистрофія –інтенсивний ліполіз супроводжується утворенням в кістково-мозкових вічках водяних пухирів або суцільним заповненнім вічок водою. Особливо агресивних властивостей водне середовище набуває у корів, що утримуються в другій та третій зонах радіоактивного забруднення.
Протеогліканова дистрофія характеризується гіпоплазією кістково-мозкових ліпоцитів з накопиченням в розширених міжклітинних прошарках хромотропних протеогліканових сполук, переважно гіалуронату.
Білкова дистрофія –на фоні гіпоплазії кістково-мозкових ліпоцитів або їх гідропічної дистрофії має місце накопичення в міжклітинних просторах хромотропних білкових речовин, переважно кислих білків.
Змішана протеогліканово-білкова дистрофія. На фоні гіпоплазії кістково-мозкових ліпоцитів або їх гідропічних змін в розширених міжклітинних прошарках накопичуються хромотропні сполуки обох видів.
Фіброз кісткового мозку представляє собою фінальну стадію більшості його дистрофічних змін і супроводжується внутрішньовічковим розрощенням щільної фіброзної тканини.
Регенерація кісткового мозку –виявлена при радіаційній остеодистрофії і проявляється його частковим відновленням, в основному наявністю мегакаріоцитів серед розрощень пухкої клітковини.
ВИСНОВКИ
1.В господарствах переважає аліментарна остеодистрофія великої рогатої худоби; поширена остеомаляція, що обумовлено фізіологічними особливостями організму корів, а саме здатністю швидко накопичувати і віддавати (за рахунок галістерезісу) мінеральні речовини з молоком; остеопроз зустрічається відносно рідко і проявляється двома головними формами: остеокластичною та остеоцитарною (у випадках радіаційної остеодистрофії) резорбціями.
2.Найбільш об’єктивним методом діагностики остеодистрофії є трепанобіопсія кістяка в ділянці зовнішнього горба клубової кістки; біохімічні дослідженні сироватки крові мають допоміжне значення.
3.За допомогою розробленого нами багатофакторного екстрактного мас-об’ємного аналіза в кістковому зразку визначаємо щільність нативної сирої кістки, сухої знежиреної кістки, мінералів, органічного матриксу (в основному кісткового колагена), а також індекс мінералізації (відношення мас або щільностей мінералів до органічного марикса). Розроблені прості та доступні методи визначення в кісткових зразках основних остеотрофічних елементів (Са, Р), адаптовані до існуючих можливостей лабораторій. Встановлені показники вмісту Са, Р та Са:Р як в компактній, так і в губчастій кістці в нормі, при кальційдефіцитній, фосфородефіцитній та рівномірній (змішаній) остеодистрофії.
.Для нормального стану кістяка корів та для його остеодистрофічних уражень методом атомно-абсорбційної спектрометрії в перерахунку на кг сирої кістки встановлдений вміст Са, Mg, Na, K, Fe, Cu, Zn, Sr.
5.Застосування тривіту коровам в зимово-стійловий період значно посилює мінеральну насиченість кістяка, точність визначення якої суттєво підвищується при вирахуванні вмісту макро- і мікроелементів в одиниці анатомо-фізіологічного об’єму кісткового зразку (г/см, мг/см). Розрахунки можна обмежувати вирахуванням щільності Ca+P+Mg+Na+K, величини яких найбільш змінюються.
.При субклінічному перебігу остеодистрофії виявляється достовірне зменшення щільності нативної сирої, сухої знежиреної кістки, вмісту органічного матрикса, мінералів; індекс мінералізації змінюється недостовірно, що вказує на рівномірний (змішаний) характер остеодистрофічного процесу. Зменшення щільності мінеральних речовин є найбільш чутливим діагностичним критерієм.
.При ендогенній остеомаляції показовим є достовірне зменшення індексу мінералізації, обумовлене зниженням відкладання мінеральних речовин.
.При остеодистрофічних ураженнях у великої рогатої худоби нерідко має місце перерозгинання пальцевих суглобів, що пов’язано з пролонгуючим остеотендинітом пальцевих згиначів, основним патогенетичним механізмом якого є остеоліз перекладин в зоні фіксації сухожилка до кістки з наступною проліферацією фіброретикулярної вічкової тканини, її преформуванням (тендинізація) та включенням до складу кінцевої частини сухожилка (механізм лонгоза).
.Ураження копитець (деформація, пододерматит, ламініт, виразка м’якуша тощо) у корів опосереджується пролонгуючим остеотендинітом пальцевих згиначів внаслідок остеомаляції.
.Остеодистрофічні ураження при безприв’язно-боксовому утриманні та відгодівлі бичків на гранулах супроводжується лонгозом або котрактурою сухожилків, а також відривом п’яткового сухожилка, у профілактиці якого важливу роль відіграє належне постачання вітаміном D.
.При відгодівлі молодняка великої рогатої худоби хлібною брагою в якості технологічних хвороб спостерігаються сегментарний дермофіброз (кормове алергічне ураження шкіри з тенденцією прогресуючого заглиблення в підспідні тканини) та дистрофічний остеотендиніт, обумовлений остеомаляцією.
.Утримання корів в другій зоні радіаційного забруднення супроводжується виникненням радіаційної остеодистрофії, яка характеризується ураженнням губчастої кістки (остеонекроз, радіоліз кістково-мозкових ліпоцитів, фрагментуюча остеодеструкція з переміщенням мікросеквестрів всередину кістково-мозкових вічок, крововиливи в останні з сепарацією води, розчиненням секвестрів та наступним виведенням гіперосмічного розчину з сечею).
.Утримання корів в третій зоні радіоактивного забруднення супроводжується радіаційним ураженням губчастої кістки, найбільш типовою ознакою якого є радіаційно-гідропічний внутрішньотрабекулярний (в зв’язку з загибеллю частини остеоцитів) та внутрішньовічковий (в зв’язку з радіолізом ліпоцитів) остеопороз.
.В зв’язку з високою регенеративною здатністю кісткової тканини, радіаційна остеодистрофія має циклічний характер і перебігає в дві стадії: а)остеодеструктивна, що супроводжується виведенням інкорпорованих радіонуклідів, б)остеорегенеративна, яка проявляється накопиченням остеотропних нуклідів.
.Патологія кістково-мозкової тканини проявляється крововиливами в кістковий мозок, гідропічною дистрофією, білково-протеоглікановою (переважно накопиченням гіалуронату) дистрофією та радіаційним руйнуванням; регенерація кісткового мозку пов’язана з функцією радіаційно стійких мегакаріоцитів і не є повною.
ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
Щільність трепанобіоптата з ділянки маклака є простим діагностичним критерієм остеодистрофічних уражень (у корів в нормі 1010-1295 мг/см, при остеодистрофії –-890 мг/см).
При застосуванні у визначенні мінерального складу кістяка атомно-абсорбційної спектрометрії кісткові зразки корів в зоні Українського Полісся при щільності радіоактивного забруднення 1 Ки/км за радіоцезієм містять в перерахунку на кг нативної сирої кістки: Ca 58-88 г, Mg 0,9-3,5 г, Na 3-7 г, K 110,7-370 мг, Fe 32,8-108,7 мг, Cu 5,2-21,7 мг, Zn 28,3-108,7 мг, Mn 0,7-3,2 мг, Sr 3,1-12 мг.
При встановленні вмісту в кислотних екстрактах або лізатах кісткових зразків Са і Р методами, які застосовуються при вивченні аналогічних показників сироватки крові, слід орієнтуватися на такі величини вмісту основних остеотрофічних елементів в кістковій речовині:
|
Стан кістяка |
Са ком-пактної кістки |
Р ком-пактної кістки |
Са:Р |
Са губ-частої кістки |
Р губ-частої кістки |
Са:Р |
|
Н о р м а |
-405 |
-203 |
,45-2 |
-88 |
-71 |
,26-1,8 |
|
Кальційдефіцитна остеодистрофія |
-140 |
-136 |
,7-1,4 |
-57 |
-165 |
,4-2,89 |
|
Фосфородефіцитна остеодистрофія |
-195 |
-75 |
,1-2,6 |
90-168 |
21-39 |
,2-4,0 |
|
Рівномірна (змішана) остеодистрофія |
-130 |
-73 |
,5-2 |
-57 |
-37 |
,5-2 |
Менший вміст Са і Р в губчастій кістці пояснюється меншим її механічним навантаженням, в зв’язку з чим вона є основним джерелом мобілізації мінеральних елементів в кров.
При застосуванні багатофакторного екстрактного мас-об’ємного аналіза необхідно враховувати наступні показники норми щільностей кісткових зразків: нативного –-1295 мг/см, сухого знежиреного –-360 мг/см, органічної основи кістки (осеїна) –-165 мг/см, мінеральних елементів –-285 мг/см, відношення вмісту мінералів до вмісту осеїна (індекс мінералізації) –,95-2,6.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Оперативная хирургия домашних животных: Учебное пособие. - Киев: Кіровограддержвидав,
, - 254 с.- С. 49.
. Борисевич Б.В. Остеодистрофия //В кн.: Борисевич В.Б., Борисевич Б.В. Незаразные болезни
сельскохозяйственных животных: акушерство и гинекология, внутренние незаразные болезни,
хирургические болезни. –Киев: Кировограддержвидав, 1997. –с., –С. 163-168.
3. Борисевич Б.В. Проведение трепанобиопсии костной ткани //В кн.: Борисевич В.Б.,
Борисевич Б.В. Оперативная хирургия домашних животных - традиционные и современные
аспекты: Учебное пособие и практическое руководство. - Киев: Кіровограддержвидав, 1998, -
с., –С. 48-49.
11. Борисевич В.Б., Береза В., Борисевич Б. В. Стан корів в господарстві третьої зони //Тваринництво України. –. -№ 1. –С.14-15
аграрн. ун-ту: Біла Церква, 1998.- вип. 5. –ч. 2. –С. 123-125
. Борисевич Б.В. Трепанобіопсія у визначенні стану кістяка і кісткового мозку у великої
рогатої худоби –з акцентом на діагностику, профілактику та лікування остеодистрофії.
Рекомендації (затверджено на засіданні секції “Ветеринарна медицина”НТР
Мінсільгосппроду України –протокол № 1 від 18.12.98 р.). Київ: Знання, 1998, 24 с.
23. Борисевич Б.В. Вплив субклінічних форм остеодистрофії корів на стан новонароджених телят //Науковий вісник Нац. аграрного ун-ту. К.,1998. –вип. 11. –С.50 - 53
. Борисевич Б.В. Стан кісткового мозку у худоби в нормі і патології // Вісник Білоцерк. держ. аграрн. ун-ту: Біла Церква, 1999, -вип. 8. –ч. 1 –С. 18 –
. Борисевич Б.В. Гістологічні та гістохімічні дослідження остеогенезу в ділянці зовнішнього горба клубової кістки у молодняка великої рогатої худоби //Науковий вісник Нац. аграрн. ун-ту. К.,1999. –вип. 16. –С. 17 –
. Борисевич В.Б. Потоцкий Н.К., Борисевич Б.В., Мельникова Н.Н. Радиационная дистрофия, обусловленная аварией на Чернобыльской АЭС //Биология опорно-двигат. аппарата: Материалы школы (Климентово, 22 –сент. 1992 г.). Минздрав. Украины, Харьков, 1992. –С. 26 –
. Борисевич В.Б., Борисевич Б.В. Радиационные повреждения подвздошной кости и костного мозга у коров в связи с аварией на Чернобыльской АЭС //Современные проблемы ветеринарной хирургии /Материалы междунар. научн.-практич. конф.- Харьков. 1994. С 23 (тезисы)
28. Борисевич В.Б. Борисевич Б.В. Гистопатология радиационной остеодистрофии коров, обусловленная аварией на Чернобыльской АЭС. // Радиобиологический съезд. (Киев 20-25 сентября 1993 г.). Тезисы докл., Пущино, 1993. С. 133.
29. Борисевич В.Б., Борисевич Б.В. Влияние радиации на скелет и костный мозг коров хозяйства третьей зоны //Современные проблемы ветеринарной хирургии /Материалы междунар. научн.-практич. конф. –Харьков. 1994. –С.23 (тезисы).
. Борисевич В.Б., Береза В.І., Борисевич Б.В. Зміни крові при радіаційній остеодистрофії у корів господарства третьої зони //Проблеми агропромислового комплексу: пошук, досягнення (зоотехн. та вет. мед.) /Тези доповідей конф. професорсько-викладацького складу та аспірантів. Київ, 1994. С.101-102
. Борисевич Б.В. Вивчення стану кістяка корів при остеодистрофії в зв’язку з кетозом //Матеріали наук. конф. ФВМ НАУ “Сучасні проблеми вет. мед.”, Київ, 1997. –С. 80-81 (тези).
Борисевич Б.В. Етіологія, патогенез і патоморфологія остеодистрофії великої рогатої худоби. –Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора ветеринарних наук за спеціальністю 16.00.02 –патологія, онкологія та морфологія тварин.- Національний аграрний університет, Київ, 1999.
Дисертацію присвячено вивченню стану кістяка та кісткового мозку корів на підставі застосування методу трепанобіопсії. Розроблені чотири основні конструкції трепанів. Проведено гістологічне, гістохімічне, атомно-абсорбційне дослідження кісткових зразків. Визначено вміст в них остеотропних макро- і мікроелементів як в нормі, так і при остеодистрофії. Запропоновано хімічні методи виявлення в трепанобіоптатах Са та Р. Розроблено метод визначення в кістковому зразку щільностей: нативної кістки, сухої кістки, органічного матриксу, мінеральних речовин та індексу мінералізації. Вивчено стан кістяка при остеодистрофії корів і молодняка, вплив на скелет тривіта. Встановлена ведуча роль остеодистрофії у виникненні остеотендиніта та патології копитець. Встановлені особливості радіаційної остеодистрофії корів в другій та третій зоні радіаційного забруднення. Визначені гістологічні критерії нормальних станів кісткового мозку та його патологічних змін.
Ключові слова: трепанобіопсія, кістяк, губчаста кістка, кістковий мозок, аліментарна остеодистрофія, остеотендиніт, дермофіброз, патологія копитець, радіаційна остеодистрофія.
Борисевич Б.В. Этиология, патогенез и патоморология остеодистрофии крупного рогатого скота –Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора ветеринарных наук по специальности 16.00.02 –патология, онкология и морфология животных. –Национальный аграрный университет, Киев, 1999.
Дисертация посвящена изучению состояния скелета и костного мозга коров на основании использования метода трепанобиопсии. Разработаны четыре основные конструкции трепанов. Проведены гистологическое, гистохимическое, атомно-абсорбционное исследование костных образцов. Определено содержание в них остеотропных макро- и микроэлементов как в норме, так и при остеодистрофии. Предложены химические методы выявления в трепанобиоптатах Са и Р. Разработан метод определения в костном образце плотностей: нативной кости, сухой кости, органического матрикса, минеральных веществ и индекса минерализации.
Установлено, что в хозяйствах превалирует алиментарная остеодистрофия крупного рогатого скота; распространена остеомаляция, что обусловлено физиологическими особенностями организма коров, а именно способностью быстро накапливать и отдавать (за счет галистерезиса) минеральные вещества с молоком; остеопороз встречается сравнительно редко и проявляется двумя основными формами –остеокластической и остеоцитарной (в случаях радиационной остеодистрофии) резорбциями. Установлены показатели содержания Са, Р и Са:Р как в компактной, так и в губчатой кости в норме, при кальцийдефицитной, фосфородефицитной и равномерной (смешанной) остеодистрофии. В норме и при остеодистрофии методом атомно-абсорбционной спектрометрии установлено содержание Ca, Mg, Na, K, Fe, Cu, Zn, Sr. Применение тривита коровам в зимне-стойловый период выражено усиливает минеральную насыщенность костяка, точность определения которой значительно увеличивается при вычислении содержания макро- и микроэлементов в единице анатомо-физиологического объема костного образца (г/см, мг/см). Субклиническое течение остеодистрофии сопровождается достоверным уменьшением плотности нативной сырой, сухой обезжиренной кости, содержания органического матрикса, минералов; индекс минерализации изменяется недостоверно; наиболее чувствительным диагностическим критерием является уменьшение плотности минеральных веществ. При эндогенной остеомаляции показательным является достоверное уменьшение индекса минерализации, обусловленное снижением отложения минеральных веществ.
При остеодистрофических поражениях часто имеет место переразгибание пальцевых суставов, что обусловлено пролонгирующим остеотендинитом пальцевых сгибателей, основным патогенетическим механизмом которого является остеолиз перекладин в зоне фиксации сухожилия к кости с последующей пролиферацией фиброретикулярной внутриячеистой ткани, ее преформация в виде “тендинизации”. Поражение копытец (деформация, пододерматит, ламинит, язва мякиша и др.) опосредствуются пролонгирующим остеотендинитом пальцевых сгибателей вследствие остеомаляции.
Остеодистрофические поражения при беспривязно-боксовом содержании и откорме бычков на гранулах сопровождаются лонгозом либо контрактурой сухожилий, а также отрывом пяточного сухожилия, в профилактике которого выраженную роль играет надлежащее снабжение витамином D. При откорме бычков хлебной бардой в качестве технологических болезней наблюдается сегментарный дермофиброз (кормовое аллергическое поражение кожи с тенден-цией прогрессирующего углубления в подлежащие ткани) и дистрофический остеотендинит, обусловленный остеомаляцией.
Содержание коров во второй зоне радиационного загрязнения сопровождается возникновением радиационной остеодистрофии, которая характеризуется поражением губчатой кости (остеонекроз, радиолиз костно-мозговых липоцитов, фрагментирующая остеодеструкция с перемещением микросеквестров внутрь костно-мозговых ячеек, кровоизлияния в последние с сепарацией воды, растворением секвестрой и последующим выведением гиперосмического раствора с мочой). Содержание коров в третьей зоне радиационного загрязнения сопровождается радиационным поражением губчатой кости, наиболее типичным признаком которого является радиационно-гидропический внутритрабекулярный (в связи с гибелью части остеоцитов) и внутриячеистый (в связи с радиолизом липоцитов) остеопороз. В связи с высокой регенеративной способностью костной ткани радиационная остеодистрофия имеет циклический характер и проявляется двумя стадиями: а)остеодеструктивной, которая сопровождается выведением инкорпорированных радионуклидов, б)остеорегенеративной, которая проявляется накоплением остеотропных нуклидов.
Патология костно-мозговой ткани проявляется кровоизлияниями в костный мозг, гидропической дистрофией, белково-протеогликановой (преимущественное накопление гиалуроната) дистрофией и радиационным разрушением; регенерация костного мозга связана с функцией радиационно устойчивых мегакариоцитов и не является полной.
Ключевые слова: трепанобиоптат, скелет, губчатая кость, костный мозг, алиментарная остеодистрофия, остеотендинит, дермофиброз, патология копытец, радиационная остеодистрофия.
Borisevich B.V. Ethiology, pathogenesis and pathomorphology of the cow’s osteodystrophy. –MS.
Dissertation devoted to the study of the skeleton and the bone marrow with the method of trepanobiopsy. Four trepan constructions was elaborated. For the bone specimens investigation was used histological, histochemical and atom absorption spectrometry methods. In bone spaciments was determined osteotropic micro- and macroelements in the norm and by the osteodystrophy. Chemical methods for the Ca and P determination in trepanobioptates was proposed. The method of the determination in the bone spacimen densities of native bone, dry bone, organic base (ossein), mineral substances, and the mineralization index was elaborated. Skeleton conditions by the cows and young animal osteodystrophy and the influence of the preparation “Treevit”on the skeletion was studied. The leading role of the osteodystrophy in the arrising of the osteotendinitis and hooves pathology was esteblished. Also was esteblished peculiarities of the cow’s radiational osteodystrophy in second and third zones of the radiational soiling. Histological criteria of bone marrow normal and pathological conditions was determined.
Key words: trepanobioptate, skeleton, spongy bone, bone marrow, osteodystrophy, osteotendinitis, dermofibrosis, hoves pathology, radiational osteodystrophy.