Биологическая роль тиамина и проявление авитаминоза В1 у овец

В регуляции метаболизма животных особое место отводится эфирам тиамина с фосфорной кислотой, в частности тиаминдифосфату (ТДФ), являющемуся коферментной формой витамина B 1 . Тиаминдифосфат катализирует неокислительное и окислительное декарбоксилирование α -кетокислот и синтез ацеллоинов, образование и расщепление α -оксикетонов и дикетонов (1). Показано, что при недостатке ферментов, содержащих ТДФ (дегидрогеназы пировиноградной, α -кетоглутаровой, γ -окси- α -кетоглутаровой кислот, транскетолазы и др.), у животных происходит изменение ферментативных реакций, что сопровождается нарушениями обмена веществ (2-5).

Существует мнение о том, что у жвачных животных потребность в витамине B1 обеспечивается микрофлорой рубца и кишечника, а также за счет биосинтеза в других органах и тканях (6, 7). Однако с 1956 года в разных странах мира у жвачных зарегистрировано заболевание, связанное с дефицитом тиамина и клинически проявляющееся в поражении центральной нервной системы (ЦНС), которое в США называют полиоэнцефаломаляция, а в Европе — цереброкортикальный некроз (ЦКН) (8).

Этиология этого заболевания до настоящего времени не выяснена. Одним из факторов, способствующих возникновению В 1 -авитаминоза, считают воздействие экзогенной и эндогенной тиаминазы (9). К недостатку витамина В 1 могут также приводить потребление рационов, богатых углеводами, отравление четыреххлористым углеродом, нитратами, мочевиной и серой (10-12). Для лечения больных животных в большинстве случаев используют как пероральное, так и парентеральное внесение тиамина (13).

В связи с вышеизложенным в задачу наших исследований входило следующее: воспроизвести авитаминоз B1 у овец на основе двух антиметаболитов тиамина (пиритиамина и окситиамина); с помощью клинических, биохимических и патомор-фологических методов выявить возникающие при этом нарушения; провести аналогичные исследования при спонтанном возникновении ЦКН и оценить те же показатели в динамике при лечении животных.

Методика. Для экспериментального воспроизведения авитаминоза B1 (це-реброкортикального некроза) в учхозе «Байкал» (Бурятская ГСХА) было отобрано две группы валухов по 15 гол. в каждой, живая масса которых составляла 20-24 кг. Овцам I и II групп ежесуточно в течение 7 сут подкожно вводили соответственно пиритиамин (легко проникает через гематоэнцефалический барьер и избирательно накапливается в тканях ЦНС) и окситиамин (не проникает через гематоэнцефалический барьер) в дозе соответственно 10 и 25 мг/кг живой массы. Для обследования овец, спонтанно заболевших ЦКН, в сельскохозяйственном производственном кооперативе «Гигант» (Бурятия) по принципу аналогов было отобрано 15 больных, а для сопоставления полученных результатов — 10 клинически здоровых животных. Больным овцам внутримышечно вводили кокарбоксилазу и 1 % раствор натрия аденазин-трифосфата (АТФ) в дозе соответственно 10 мг/кг живой массы 2 раза в сутки в течение 7 сут и 1 мл ежесуточно в течение 10 сут. Дополнительно животные перорально получали липоевую и глутаминовую кислоты в дозе 25 мг и 0,5 г соответственно 3 и 2 раза в сутки в течение 10 сут. При индукции авитаминоза кровь для анализа отбирали до введения антивитаминов и после проявления симптомов болезни; при спонтанном возникновении ЦКН — до лечения и через 2, 7, 14 сут после начала лечения. В сыворотке крови кислотную емкость определяли по Вельтману и Климешу в мо- дификации Раевского (14); концентрацию тиамина и его производных — по Елисеевой в модификации Строгановой и Крюковой (15); пировиноградной кислоты — по Умбрайту в модификации Бабаскина (16); глюкозы — на программируемом фотометре «Флюорат-02-АБФФ»; активность транскетолазы и ТДФ-эффект — по Брунсу в модификации Изотовой (17). В тканях мозга, полученных от павших и вынужденно убитых животных, оценивали содержание тиамина и его производных, а также проводили гистологические исследования.

Результаты. Через 5-7 сут после введения пиритиамина температура тела овец была в пределах нормы, ритм сокращений сердца замедлялся до 61,3 ± 0,87 ударов в 1 мин (брадикардия), рубца — до 1,5 за 2 мин, частота дыхания составляла 38,8 ± 1,11 движений в 1 мин, у некоторых животных наблюдалось отсутствие аппетита, повышенная саливация, диарея.

Нарушение деятельности нервной системы проявлялось в частом моргании, подергивании ушами, судорожном сокращении мышц конечностей. В дальнейшем больные животные начинали ходить по кругу, у них развивалась атаксия, потеря зрения. В период комы мышцы конечностей судорожно сокращались, а голова находилась в состоянии эпистотонуса.

После введения окситиамина брадикардия отсутствовала, частота дыхания достигала 37,0 ± 2,30 движений в 1 мин, сокращений рубца — 1,7 ± 0,29 за 2 мин. Больные животные теряли аппетит, были несколько угнетены, иногда упирались носом в твердые предметы, нарушения со стороны нервной системы отсутствовали, в отдельных случаях выявлена диарея.

При введении как пиритиамина, так и окситиамина все биохимические показатели крови, отражающие состояние углеводного и В1-витаминного обмена овец, достоверно снижались, за исключением концентрации пировиноградной кислоты и ТДФ-эффекта, которые, наоборот, возрастали (табл. 1). Следует отметить, что пири-тиамин оказывал более выраженное негативное влияние на концентрацию глюкозы и ТДФ, тогда как под влиянием окситиамина в большей степени снижалась активность транскетолазы и повышался ТДФ-эффект.

1. Биохимические показатели крови овец при цереброкортикальном некрозе, индуцированном введением пиритиамина и окситиамина

Показатель	1  Здоровые животные	]   I группа	I   II группа
Кислотная емкость, ммоль/л Концентрация, мкмоль/л:	123,0 ± 2,27	80,1 ± 2,74*	70,3 ± 2,51**
пировиноградной кислоты	92,0 ± 3,17	321,0 ± 7,87**	383,0 ± 7,06**
тиамина общего	0,45 ± 0,03	0,18 ± 0,02*	0,17 ± 0,02*
тиамина свободного	0,17 ± 0,01	0,08 ± 0,01*	0,10 ± 0,01*
тиаминдифосфата	0,30 ± 0,01	0,12 ± 0,01**	0,22 ± 0,02
Концентрация глюкозы, ммоль/л	2,23 ± 0,06	1,33 ± 0,07**	1,70 ± 0,05
Активность транскетолазы, мкМС-7-Ф/с.л.               2,48 ± 0,02		1,83 ± 0,06*	1,19 ± 0,02**
ТДФ-эффект, % * Р < 0,05; ** Р < 0,01 (по сравнению со	22,50 ± 1,64 здоровыми животными).	63,0 ± 2,23**	77,5 ± 3,00**
П р и м е ч а н и е. Описание групп фосфата за 1 с на 1 л цельной крови.	см. в разделе «Методика»; мкМС-7-Ф/с.л. — мкмоль		седогептулазо-7-

При индуцированном авитаминозе B 1 содержание тиамина и его производных в тканях головного мозга больных овец было ниже, чем у здоровых. При ЦКН, вызванном введением пиритиамина, содержание в тканях мозга общего тиамина достоверно уменьшалось с 0,31 ± 0,02 до 0,05 ± 0,01; свободного тиамина — с 0,17 ± 0,02 до 0,04 ± 0,01; ТДФ — с 0,19 ± 0,02 до 0,03 ± 0,01 мкмоль/кг (Р < 0,01); при использовании окситиамина — соответственно с 0,31 ± 0,02 до 0,22 ± 0,02 (Р < 0,01); с 0,17 ± 0,02 до 0,09 ± 0,02 и с 0,19 ± 0,02 до 0,14 ± 0,02 мкмоль/кг (Р > 0,05).

Данные гистологических исследований свидетельствуют о том, что при ЦКН, индуцированном пиритиамином, основные изменения происходят в коре больших полушарий. На пораженных участках тканей головного мозга выявлены очаговые некрозы, которые в некоторых местах были представлены зонами сухого (коагуляционного) некроза, характеризующегося пикнозом, рексисом и лизисом кле- точных элементов. На границе участков, подвергшихся некрозу, какая-либо реакция тканей отсутствовала, что свидетельствует об ареактивной форме некроза. На других участках вокруг очаговых некрозов наблюдалась значительная пролиферация эозинофильных клеток; по периферии эозинофильной зоны в некоторых местах — пролиферация лимфоидных клеток, в центре некротизированных зон — колликвация (разжижение) некротизированной ткани. Кроме того, пораженные участки характеризовались пролиферацией лимфоидных клеток как вокруг (лимфоидные муфты), так и вне кровеносных сосудов. Наряду с этим выявлено расширение и переполнение кровеносных сосудов кровью. Следовательно, в этом случае морфологические изменения в тканях мозга овец проявлялись в виде дистрофических, некробиотических и некротических процессов. У животных, которым в качестве антиметаболита тиамина вводили окситиамин, отмечено характерное для авитаминоза B1 изменение биохимического состава крови, однако морфологических признаков повреждения коры головного мозга не обнаружено.

У овец, спонтанно заболевших ЦКН, клинические признаки были такими же, как и при авитаминозе B 1 , вызванном введением пиритиамина, но отличались большим разнообразием нервных проявлений, так как мы оценивали животных на разных стадиях развития болезни.

Биохимические показатели сыворотки крови больных ЦКН овец были достоверно ниже, чем здоровых (Р < 0,01-0,001) (табл. 2). Применение для лечения кокар-боксилазы, АТФ, липоевой и глутаминовой кислот способствовало исчезновению клинических признаков поражения ЦНС (кроме слепоты) через 2-3 сут после начала терапии, а остальных симптомов — в среднем через 6-7 сут.

2. Биохимические показатели крови овец, спонтанно заболевших цереброкорти-кальным некрозом (до и после лечения)

Показатель	Клинически здоровые животные	До лечения	Сутки после начала лечения
			2-е	7-е	14-е
Кислотная емкость, ммоль/л	123,0 ± 8,10	94,3 ± 2,76*	98,7 ± 3,84	116,0 ± 3,72***	123,0 ± 1,95***
Концентрация, мкмоль/л:
пировиноградной кислоты	120,0 ± 5,77	400,0 ± 14,0***	114,0 ± 5,98***	92,0 ± 3,40***	86,0 ± 3,78***
тиамина общего	0,42 ± 0,02	0,14 ± 0,01*	0,38 ± 0,01***	0,44 ± 0,02***	0,43 ± 0,01***
тиамина свободного	0,20 ± 0,08	0,08 ± 0,02	0,13 ± 0,01**	0,19 ± 0,02***	0,22±0,02***
тиаминдифосфата	0,27 ± 0,02	0,10 ± 0,02	0,28 ± 0,01***	0,32 ± 0,01***	0,29 ± 0,01***
Концентрация глюкозы, ммоль/л
	2,60 ± 0,15	1,45 ± 0,07*	2,15 ± 0,10**	2,68 ± 0,15***	2,63 ± 0,11***
Активность транскетолазы,
мкМС-7-Ф/с.л.	2,48 ± 0,11	1,12 ± 0,06*	1,95 ± 0,13***	2,51 ± 0,14***	2,56 ± 0,15***
ТДФ-эффект, %	19,0 ± 1,44	86,3 ± 2,21*	21,0±1,05***	18,8 ± 0,97***	0,20 ± 1,11***

* Р < 0,05; ** Р < 0,01; *** Р < 0,001 (сравнивали больных животных до и после лечения, а также со здоровыми особями). П р и м е ч а н и е: мкМС-7-Ф/с.л. — мкмоль седогептулазо-7-фосфата за 1 с на 1 л цельной крови.

Наряду с улучшением клинического состояния больных овец при лечении нормализовался и биохимический состав крови. Так, концентрация пировиноградной кислоты и ТДФ возвращалась к норме уже через 2 сут, а активность транскетолазы и ТДФ-эффект — через 1 нед после начала терапии; концентрация глюкозы увеличивалась через 2 сут с 1,45 ± 0,07 до 2,15 ± 0,10, а через 1 нед — до 2,68 ± 0,15 ммоль/л; общего тиамина — с 0,14 ± 0,01 (в начале опыта) до 0,44 ± 0,02 мкмоль/л (через 7 сут после начала лечения). Аналогичные изменения были отмечены и по концентрации свободного тиамина. Кислотная емкость сыворотки крови к концу опыта не отличалась от таковой здоровых животных.

У овец, спонтанно заболевших ЦКН, содержание в тканях мозга общего тиамина достоверно уменьшалось с 0,25 ± 0,02 до 0,09 ± 0,01; свободного тиамина — с 0,13 ± 0,02 до 0,07 ± 0,02; ТДФ — с 0,14 ± 0,02 до 0,04 ± 0,01 мкмоль/кг (Р < 0,01) (по сравнению со здоровыми животными). Через 2 нед после начала лечения эти показатели увеличивались соответственно до 0,30 ± 0,02; 0,14 ± 0,02; 0,21 ± 0,02 мкмоль/кг. Следует отметить, что содержание ТДФ в тканях мозга животных после лечения было несколько выше, чем у здоровых животных.

Таким образом, при авитаминозе B 1 , индуцированном введением как пири-тиамина, так и окситиамина отмечено характерное для этой патологии изменение 91

биохимических показателей крови. При использовании пиритиамина выявлены такие же клинические и морфологические признаки поражения центральной нервной системы, как у спонтанно заболевших животных, которые отсутствуют в случае применения окситиамина. Комплексное лечение животных, спонтанно заболевших цереб-рокортикальным некрозом, кокарбоксилазой, 1 % раствором натрия аденозинтрифосфата, липоевой и глутаминовой кислотами способствует клиническому выздоровлению и нормализации биохимического состава крови через 1 нед после начала терапии.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.   О с т р о в с к и й Ю.М. Экспериментальная витаминология. Минск, 1979.

• 2.   Х о л о д В.М., Е р м о л а е в Г.Ф. Справочник по ветеринарной биохимии. Минск, 1988.

• 3.   Б у к и н В.Н. Биохимия витаминов. М., 1982.

• 4.   И з о т о в а С.П., П е т р о в а Г.Г., Ч е р к а ш и н а Е.Ю. Диагностическое значение определения

  активности транскетолазы и ТДФ-эффекта в крови при скрытых формах недостаточности тиамина у пушных зверей. В кн.: Методические подходы к изучению физиологии пушных зверей. Петрозаводск, 1987: 66-72.

• 5.    Е м е л и н а Н.Т. Витамины в кормлении сельскохозяйственных животных и птиц. М., 1970.

• 6.   П и в н я к И.Г., Т а р а к а н о в Б.В. Микробиология пищеварения жвачных. М., 1982.

• 7.   M c D o w e l l L.R. Diskussion of importance of vitamins ruminant diets. Jeedstuffs, 1984, 56, 51: 57-60.

• 8.    Д ж е н с е н Р., М а к к е й Д. Болезни крупного рогатого скота при промышленном откорме. М., 1977: 298-303.

• 9.    H a v e n R., D a n i e l R.., C a l d u e l l P.D. e.a. Role of predominant rumen bacteria in the cause of polioencephalomalacia in cattle. Res. Vet. Sci., 1983, 20: 1454-1459.

• 10.    M e l l a C., D y s o n D. Induction of bovine polioencephalomalacia with a feeding system based in molasses and urea. Canad. J. Cоmр. Med., 1976, 40, 1: 104-110.

• 11.    К о н д р а т ь е в B.C., И в а н о в а Л.Н. Витаминный статус овец при остром нитратотоксикозе и после витаминотерапии. В сб.: Фармакологические и токсикологические аспекты применения лекарственных веществ в животноводстве. M., 1992: 32-34.

• 12.    N i l e s G.A., M o r g a n S.E., E d w a r d s W.S. Research rep. Oklahoma agr. Experiment. Station, 2000: 55-60.

• 13.  Z r u n e k A. La necrose du cortex cerebllat des ruminants. Rec. Med. Vet., 1997, 152: 443-450.

• 14.  К о н д р а т ь е в В.С. Методическое пособие по лабораторному исследованию крови у животных. Л.,

  • 15.    С т р о г а н о в а Л.А., К р ю к о в а Н.А. К методике определения тиамина в малых количествах крови флуорометром ЭФ-3. Лабораторное дело, 1962, 1: 26-31.

  • 16.    Б а б а с к и н П.М. Метод определения пировиноградной кислоты в крови. Лабораторное дело, 1976, 8: 497.

  • 17.    И з о т о в а С.П. Диагностическое определение активности транскетолазы и ТДФ-эффекта в крови при скрытых формах недостаточности тиамина у пушных зверей. Петрозаводск, 1987: 72-86.

Санкт-Петербургская государственная академия             Поступила в редакцию ветеринарной медицины,                                    21 мая 2003 года

196084, С-Петербург, ул. Черниговская, 5;

Бурятская государственная сельскохозяйственная академия, Улан-Удэ

BIOLOGICAL ROLE OF THIAMINE AND AVITAMINOSIS B 1 MANIFESTATION IN SHEEPS

M.F. Vasil’ev, V.D. Radnatarov

S u m m a r y

The authors determined the clinical symptoms, biochemical indices of blood and tissues of brain in healthy sheeps and during avitaminosis B 1 , induced by pirithiamin and oxithiamine injection, and also in animals at the spontaneuos cerebrocortical necrosis. The equal specific biochemical manifestations of avitaminosis were revealed during pirithiamine injection in animals with cerebrocortical necrosis. The oxithiamine application result in similar changes in biochemical content of sheep’s blood, but don’t affect the central nervous system. The treatment of animals with cerebrocortical necrosis by means of cocarboxylase, sodium adenosine triphosphate, lipoic and glutamic acids promote to clinical recovery and normalization of biochemical content of blood after 1 week of therapy.

Новые книги

М а л и к о в а М.Г., Ф е н ч е н к о Н.Г. Химический состав, питательность кормов Республики Башкортостан и пути их рацио- нального использования. Уфа: БНИИСХ, 2002, 256 с.

В монографии отражены перемены, наблюдающиеся в последнее десятилетие в кормовой базе животноводства Республики Башкортостан. Отмечено, что появились новые кормовые культуры, сорта, обновилась агротехника возделывания, изменились экологические условия. Дана оценка химического состава и питательности кормов в различных зонах региона. Рассматривается возможность применения кормовых добавок местного производства (природные цеолиты, продукт микробиологического синтеза «Биотрин», диаммонийфосфат, кормовой преципитат и др.) в рационах кормления новорожденных телят, молодняка крупного рогатого скота в постнатальный период, а также свиней и птицы. Приведены нормы и технологии рационального использования кормовых добавок.

Б а р а ш к о в а Н.В., Я к у ш е в Д.В. Создание и рациональное использование сеяных травостоев в Центральной Якутии. Новосибирск: СО РАСХН, Якутский НИИСХ, 2002, 156 с.

В монографии рассматриваются вопросы создания и рационального использования злаковых травостоев на пойменных лугах Центральной Якутии. Отражены особенности цено-тического состава злаковых травосмесей для мерзлотных почв при многократном использовании травостоев, снижении норм высева и разных сроках последнего скашивания. Приведен биохимический состав сеяных трав в зави- симости от режимов использования травосмеси. Дана экономическая и агроэнергетическая оценка применения азотных удобрений на мерзлотных почвах. Показано влияние сроков последнего скашивания на перезимовку и продуктивность травостоев различного видового состава и в зависимости от соотношения компонентов смеси.

С и н и ц ы н Н.В., Л и х а ц е в и ч А.П., Ч и ж и к А.И. и др. Луговое кормопроизводство в Нечерноземной зоне /Под ред. Н.В. Синицына. Смоленск: Смядынь, 2003, 264 с.

В монографии проанализированы агроклиматические ресурсы возделывания многолетних трав в Республике Беларусь и Смоленской области. Обсуждаются различные аспекты управления водным режимом сенокосов и пастбищ, связанные с конструкцией гидромелиоративных систем, нормативами осушения, куль-туртехническими работами на лугах, известкованием почвы и удобрением луговых травостоев. Представлены результаты многолетних исследований и даны практические рекомендации по формированию и использованию пастбищных и укосных травостоев на торфяноболотных и минеральных почвах. Рассматривается проблема поверхностного улучшения лугов. В «Приложениях» приведена оценка по-едаемости крупным рогатым скотом растений основных видов, произрастающих на лугах.