Реакция механизма срочной адаптации у лошадей разного возраста на нагрузку серотонином

Определение закономерностей и механизмов срочной адаптации организма – одна из актуальных задач возрастной и частной физиологии. Важным компонентом центрального и эфферентного звеньев механизма срочной адаптации является серотонинергическая регуляторная система

(СЕС), исполнительного звена - системы кровообращения, дыхания, обмена веществ и энергии, поддержания температуры тела (1, 2, 4).

Основная роль СЕС — оптимизация процессов анаболизма и катаболизма, поступления в клетки, образования и накопления пластических и энергетических материалов, стимуляция освобождения энергии

посредством анаэробного расщепления субстратов, восстановление и создание ее запасов, снижение энергетических затрат, температуры тела с целью более тонкого приспособления организма к условиям периода развития, условиям среды.

Повышение функциональной активности СЕС в организме сопровождается сдвигами в системе дыхания: снижается возбудимость дыхательного центра, сужаются бронхи, на периферии увеличивается количество сурфактанта, уменьшается парциальное давление кислорода в легких и крови, повышается антиокислительная активность плазмы и каталазы крови; создается дефицит кислорода в тканях, уменьшается активность ферментов аэробного окисления.

Способствуя дефициту кислорода в клетках, подавляя процессы аэробного окисления, сглаживая чрезмерное их проявление, СЕС обеспечивает благоприятные условия для активации анаэробного расщепления субстратов, гликогенолиза, фосфорилирования, гликолиза и липолиза. Серотонин – основной компонент СЕС стимулирует липолиз и утилизацию свободных жирных кислот в тканях, ингибирует включение фосфора в состав фосфолипидов и липопротеидов. При увеличении его содержания повышается концентрация свободных жирных кислот и эфирсвязанного холестерина в крови, происходит выход хелатов и холестерина из тканей печени.

Серотонин ингибирует пентозофосфатный цикл в мышечной ткани, блокируя включение в него Г-6-ФДГ (НФ 1.1.1.49) посредством последовательного воздействия на аденилатциклазу, цАМФ, протеинкиназу А и, в итоге, на Г-6-ФДГ. Тем самым СЕС модулирует обеспечение клеток восстановленными пиридиннуклеотидами и фосфорилированными рибозами. Под влиянием СЕС повышается содержание НАД-Н2, восстановленного цитохрома в митохондриях сердечной мышцы, возрастает активность фосфорилазы и убывает активность лактатдегидрогеназы в миокарде. Под влиянием серотонина повышается содержание макроэргических соединений, активность фосфорилазы скелетных, гладких и сердечной мышц, печени, уменьшается количество АМФ и неорганического фосфора в тканях мозга, снижается активность большинства флавиновых ферментов, алкогольдегидрогеназы печени, НАД-дегидрогеназы, лактатдегидрогеназы и СДГ мышц у многих животных. Направленное снижение содержания серотонина в тканях мозга крыс сопровождается усилением окислительных процессов, повышением активности кислой фосфатазы почти во всех тканях органов.

Таким образом, вовлекаясь в механизмы обеспечения тканей кислородом и пластическими материалами, СЕС участвует в поддержании метаболического и энергетического гомеостаза, стимулирует анаэробное расщепление субстратов, лимитирует аэробное окисление, стимулирует освобождение и накопление энергии, препятствует чрезмерному ее использованию.

У лошадей роль СЕС и серотонина в механизме срочной адаптации изучена недостаточно. Нет сведений о функциональных возможностях СЕС и механизма срочной адаптации, характере, степени и длительности реакций систем кровообращения, дыхания, теплообмена у лошадей в постнатальном периоде на нагрузку серотонином.

В этой связи, с позиций ветеринарной медицины целесообразно было определить характер, степень участия СЕС и серотонина в механизме срочной адаптации, а так же возможности использования величин основных физиологических показателей для оценки функциональных возможностей этого механизма и СЕС у лошадей разного возраста.

Материалы и методы . Опыты проведены в сентябре - октябре 2009 года на 4 группах лошадей (n=24) русской рысистой породы в возрасте 1,5 и 6 лет массой, соответственно 375,03±4,6 и 520,1±25,5 кг в условиях КСОК «Рамаевский» Приволжского района РТ. Лошади первой (1,5 года; n = 6) и второй (6 лет; n = 6) групп служили контролем. Им подкожно в области лопатки с интервалом 10 суток вводили физиологический раствор. Лошадям 3-ей (1,5 года; n = 6) и 4-ой (6 лет; n = 6) групп для изменения функциональной активности СЕС так же с интервалом 10 суток вводили серотонин в дозах 0,010; 0,013; 0,016 мг/кг массы тела. Для нагрузок использовали 0,1% раствор серотонина-креатинина-сернокислого производства «Reanal» Будапешт, Венгрия, Р. 8003364, срок годности до 30.03.2010 г.

Функциональные возможности механизма срочной адаптации и роль СЕС в нем оценивали по характеру, степени и продолжительности сдвигов величин основных физиологических показателей у лошадей указанных возрастов при нагрузках серотонином.

Температура тела - тонкий показатель интенсивности метаболизма и регуляторных влияний серотонина. В этой связи, для оценки интенсивности обменных процессов, роли в регуляции их серотонина мы использовали величину температуры тела. В качестве объективных показателей регуляторного влияния серотонина и адреналина использовали число сердечных сокращений, дыхательных движений.

Определение величин названных физиологических параметров у лошадей провели в спокойных условиях, в денниках, в которых обычно содержались животные, общепринятыми методами (5) параллельно у лошадей контрольной и подопытной групп до и через 20, 40, 60, 90, 120, 150, 180 и 360 минут после нагрузок серотонином. Опыты начинали в одно и то же время, 7 ч утра.

Состояние лошадей контролировали путем клинического осмотра (5). Результаты исследований подвергали статистической обработке (3) с использованием пакета программ Мicrosoft ofice 2007. Достоверной считали разницу величин показателей при P<0,05.

Результаты исследований. Установили (табл. 1-3), что у лошадей 1,5-а и 6-ти лет в ответ на направленные сдвиги содержания серотонина в организме наблюдаются отчетливые закономерные, разные по характеру, степени и длительности реакции механизма срочной адаптации. Так, у 1,5летних жеребят на пороговую, физиологическую нагрузку серотонином в дозе 0,010 мг/кг массы тела реакция механизма срочной адаптации, его центрального, эфферентного звеньев – адренергической системы (АЕС) и СЕС, исполнительного звена – систем кровообращения, дыхания, поддержания температуры тела продолжается до 1,5 часов. Она характеризуется взаимосвязанным и согласованным к 20-60-ой минутам небольшим снижением, на 0,4 %, температуры тела, одновременно к 20ой минуте повышением, на 17,6 %, количества сердечных сокращений, на 20,7 %, числа дыхательных движений, к 90-ой минуте постепенным восстановлением величин всех названных показателей до уровня, характерного для животных, служивших контролем.

• 1.    Температура тела у лошадей разного возраста при нагрузках серотонином (n = 24)

• 2.    Число сердечных сокращений у лошадей разного возраста при нагрузках серотонином (n = 24)

• 3.    Число дыхательных движений у лошадей разного возраста при нагрузках серотонином (n = 24)

  Возраст лошадей и время после нагрузки, минуты	Число дыхательных движений в минуту, доза серотонина, мг/кг массы тела
  	0,010	0,013	0,016
  1,5 года
  До нагрузки	9,67±0,52	9,50±0,53	9,83±0,75
  20	11,67±0,52*	12,25±0,89*	12,33±1,8 2*
  40	10,67±1,86	11,75±0,71*	12,17±2,0 4
  60	10,33±0,52	11,50±1,20	11,67±1,3 7
  90	10,17±0,41	11,25±0,71	11,50±0,5 5
  120	10,00±0,89	11,13±0,83	11,17±0,9 8
  150	9,83±0,75	11,00±0,52	11,00±0,8 9
  180	9,83±0,75	10,25±0,46	10,83±098
  360	9,50±0,55	9,63±0,74	10,67±1,0 3
  6 лет
  До нагрузки	9,17±0,41	9,00±0,71	9,17±0,41
  20	10,83±041*	11,25±0,89*	12,00±1,2 6*
  40	10,50±0,55	11,00±0,76	11,00±0,8 9
  60	9,83±0,41	10,88±064	10,83±0,9

Возраст лошадей и время после нагрузки, минуты	Температура тела, оС, доза серотонина, мг/кг массы тела
	0,010	0,013	0,016
1,5 года
До нагрузки	37,55±0,05	37,78±0,07	37,50±0,09
20	37,40±0,18	37,59±0,08	37,30±0,09
40	37,38±0,10	37,58±0,10	37,25±0,05*
60	37,40±0,04*	37,59±0,06*	37,27±0,05*
90	37,45±0,05	37,60±0,13	37,28±0,04*
120	37,53±0,10	37,73±0,28	37,33±0,19
150	37,55±0,10	37,75±0,13	37,40±0,09
180	37,57±0,10	37,76±0,05	37,40±0,09
360	37,60±0,09	37,80±0,08	37,43±0,05
6 лет
До нагрузки	37,30±0,09	37,32±0,08	37,25±0,05
20	37,13±0,05	37,00±0,08*	37,00±0,09*
40	37,23±0,08	37,10±0,11	36,98±0,08*
60	37,30±0,18	37,24±0,11	37,00±0,09*
90	37,37±0,05	37,26±0,05	37,07±0,05*
120	37,43±0,19	37,48±0,29	37,13±0,05
150	37,40±0,09	37,48±0,32	37,30±0,11
180	37,38±0,10	37,53±0,31	37,32±0,12
360	37,33±0,05	37,51±0,14	37,35±0,08

* - статистически достоверно (Р < 0,05) по отношению к контролю .

У 6-летних лошадей на аналогичную нагрузку серотонином реакция механизма срочной адаптации по характеру похожая, но менее продолжительная, по сравнению с таковой у 1,5-летних жеребят. У 6летних лошадей в этих условиях к 20-ой минуте температура тела снижается на 0,5 %, одновременно возрастает, на 20,0 %, количество сердечных сокращений, на 18,2 %, число дыхательных движений. К 60-ой минуте, по мере повышения и восстановления температуры тела, снижаются до уровня, характерного для животных, служивших контролем, количество сердечных сокращений и дыхательных движений.

Тенденция к снижению температуры тела, связанная с повышением содержания серотонина, свидетельствует о снижении интенсивности катаболических процессов, повышении интенсивности процессов анаболизма. Увеличение числа сердечных сокращений и дыхательных движений в данной ситуации мы оценивали в качестве показателя адаптационной активации АЕС, повышения эффективности действия адреналина, направленного на стимуляцию процессов катаболизма в целях оптимизации обменных и энергетических процессов, измененных под действием серотонина.

Результаты опытов с использованием нагрузок серотонином в дозах выше пороговой, 0,013 и 0,016 мг/кг массы тела, показали, что у подопытных лошадей обеих возрастов в этих условиях закономерно возрастают степень и продолжительность реакции механизма срочной адаптации, при этом в большей мере у 1,5-летних жеребят.

Возраст лошадей и время после нагрузки, минуты	Число сердечных сокращений в минуту, доза серотонина, мг/кг массы тела
	0,010	0,013	0,016
1,5 года
До нагрузки	39,83±0,75	39,75±0, 89	39,67±0,52
20	46,83±0,98*	52,00±2,62*	50,00±1,79*
40	44,67±1,03*	48,25±1,30*	49,33±1,63*
60	43,17±1,33	47,50±1,81*	48,50±2,35*
90	41,33±1,03	47,00±1,29*	47,33±1,97*
120	40,67±1,03	45,25±3,88	46,50±1,64*
150	40,17±1,47	42,25±1,91	46,00±1,55*
180	40,17±1,60	42,25±3,15	43,50±1,64*
360	40,00±1,79	41,38±0,92	41,00±1,10
6 лет
До нагрузки	36,67±1,03	36,38±0,52	36,50±0,84
20	44,00±1,55*	45,75±2,96*	47,33±1,97*
40	43,00±1,55*	43,75±4,17	45,33±0,52*
60	40,00±1,26	42,00±2,73*	44,50±1,38*
90	38,67±1,03	39,50±3,42	43,83±1,60*
120	37,33±1,03	38,50±1,60	42,50±1,76*
150	36,67±1,03	37,75±0,89	40,50±1,22*
180	37,00±1,10	38,00±2,27	36,67±1,03
360	36,50±1,22	36,50±1,93	36,67±1,03

* - статистически достоверно (Р < 0,05) по отношению к контролю.

У 1,5-летних жеребят на нагрузку серотонином в дозе 0,013 мг/кг массы реакция механизма срочной адаптации длится более 2 часов. К 20- ой минуте температура тела снижается на 0,5 %, одновременно возрастают, на 30,8 %, количество сердечных сокращений на 29,0 %, число дыхательных движений. К 150-ой минуте величины всех исследуемых показателей постепенно восстанавливаются до уровня, характерного для животных, служивших контролем.

У лошадей в возрасте 6 лет на аналогичную нагрузку серотонином реакция механизма срочной адаптации по характеру и степени похожая, но менее продолжительная, чем у 1,5-летних жеребят, длится 1,5 часа. К 20ой минуте температура тела снижается, на 0,8 %, одновременно возрастают, на 25,8 %, количество сердечных сокращений и на 25,0 % число дыхательных движений. К 90-ой минуте величины всех исследуемых показателей постепенно восстанавливаются до уровня, характерного для животных, служивших контролем.

			8
90	9,50±0,55	10,25±0,46	10,50±1,0 5
120	9,50±0,55	9,50±1,20	10,00±0,6 3
150	9,33±0,52	9,25±0,46	9,67±0,41
180	9,17±0,41	9,25±0,89	9,50±0,55
360	8,83±0,41	9,13±0,35	9,33±0,52

* - статистически достоверно (Р < 0,05) по отношению к контролю .

У 1,5-летних жеребят на нагрузку серотонином в дозе 0,016 мг/кг массы реакция механизма срочной адаптации и СЕС еще более выраженная и продолжительная, чем у жеребят этого возраста и 6 летних лошадей при нагрузке серотонином в дозах 0,010 и 0,013 мг/кг массы тела, длится она больше 3 часов. К 20-40-ой минутам температура тела снижается на 0,7 %, одновременно возрастают, на 26,1 %, количество сердечных сокращений и на 25,4 % число дыхательных движений. К 360ой минуте величины всех исследуемых показателей восстанавливаются до уровня, характерного для животных, служивших контролем.

У 6-ти летних лошадей на аналогичную нагрузку серотонином реакция механизма срочной адаптации, более выраженная, но менее продолжительная, чем у 1,5-летних жеребят, длится она до 3 часов. К 20-40-ой минутам температура тела снижается, на 0,7 %, одновременно возрастают, на 29,7 %, количество сердечных сокращений и на 30,9 % число дыхательных движений. К 180-ой минуте величины всех исследуемых показателей постепенно восстанавливаются до уровня, характерного для животных, служивших контролем.

Приведенные результаты исследований позволяют нам сделать ряд заключений. У лошадей в возрасте 1,5-а и 6-ти лет в ответ на направленные сдвиги содержания серотонина в организме наблюдаются отчетливые закономерные, разные по характеру, степени и длительности реакции механизма срочной адаптации, характеризующиеся активацией его центрального, эфферентного звеньев – АЕС, СЕС и исполнительного звена – систем кровообращения, дыхания, обмена веществ, поддержания температуры тела. Характер, степень и продолжительность этих реакции у лошадей закономерно изменяются с возрастом и зависят от величины стимула – дозы серотонина. У лошадей с возрастом степень ответной реакции на серотониновую нагрузку повышается, а продолжительность реакции, наоборот, снижается. У лошадей в возрасте 1,5-а и 6-ти лет по мере увеличения силы стимула возрастают степень и продолжительность ответной реакции механизма срочной адаптации, АЕС и СЕС.

У 1,5-а летних жеребят, судя по характеру, степени и продолжительности изменений температуры тела, количества сердечных сокращений и дыхательных движений в ответ на серотониновые нагрузки, механизм срочной адаптации, его центральные, эфферентные, исполнительные звенья сформированы, функционируют, но обладает меньшими, чем у 6-летних лошадей, функциональными возможностями и резервами. Созревание механизма срочной адаптации, становление его функциональных возможностей и резервов происходит в постнатальном периоде и выражается в увеличении последних.

У лошадей СЕС, ее основной компонент – серотонин, взаимодействуя с АЕС в составе механизма срочной адаптации, участвуют в обеспечении оптимальной для метаболизма деятельности систем кровообращения, дыхания, поддержания температуры тела. Направленная активация СЕС, увеличение содержания серотонина в организме лошадей сопровождается снижением интенсивности катаболических и энергетических процессов, температуры тела, компенсаторной активацией АЕС, повышением числа сердечных сокращений, дыхательных движений.

Величина основных физиологических показателей – число сердечных сокращений, дыхательных движений, температура тела объективно качественно и количественно отражают функциональную активность и степень напряжения механизма срочной адаптации. Они служат объективными критериями оценки функциональных возможностей механизма срочной адаптации, АЕС, СЕС, систем кровообращения, дыхания, обмена веществ, поддержания температуры тела у лошадей разного возраста.

ЛИТЕРАТУРА: 1 Гудин В.А.Серотонинергическая система, ее роли, закономерности и особенности постнатального становления у сельскохозяйственных животных. – Казань: КГАВМ, 2004. – 59 с. 2. Гудин В.А. Исследование функциональных возможностей серотонинергической системы у сельскохозяйственных животных в ранние возрастные сроки методом адреналиновой нагрузки. – Казань: КГАВМ, 2004. – 20 с. 3. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М: Высшая школа, 1990. – 212 с. 4. Лысов, В.Ф. Принцип функциональной взаимосвязи и взаимозависимости серотонин-, гистамин- и адренергической систем у животных в онтогенезе/ В.Ф. Лысов, В.А. Гудин, С.В. Гудин // Сельскохозяйственная биология. – 2006. –№ 6. – С. 3-14. 5. Уша Б.В., Беляков И.М., Пушкарев Р.П. Клиническая диагностика внутренних незаразных болезней. – М: Колос С, 2004. – 362 с.

РЕАКЦИЯ МЕХАНИЗМА СРОЧНОЙ АДАПТАЦИИ У ЛОШАДЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА НА НАГРУЗКУ СЕРОТОНИНОМ

Папаев Р.М.

Резюме

У лошадей в возрасте 1,5-а и 6-ти лет, в ответ на направленные сдвиги содержания серотонина в организме наблюдаются закономерные, разные по характеру, степени и длительности реакции механизма срочной адаптации, характеризующиеся активацией и взаимодействием серотонинергической и адренергической систем, связанными с этим изменениями интенсивности метаболизма, деятельности, обеспечивающих его систем кровообращения, дыхания, поддержания температуры тела.

REACTION MECHANISM URGENT ADAPTATION HORSES OF ALL AGES LOAD SEROTONIN

Papaev R.M.