Особенности гормональной системы сельскохозяйственных животных.

Научный доклад

 

на тему:

 

Особенности гормональной системы сельскохозяйственных животных.

Влияние гормонов на их продуктивность.»

 

 

Выполнила: Студентка 1 курса 11^б группы

Специальность

«Ветеринарная медицина»

Бурмистрова А.В.

Руководитель: Назарова А.А.

 

Особенности гормональной системы сельскохозяйственных животных(КРС,свиней)

 

Эндокринная система занимает одно из центральных мест в специализированном управлении различными процессами жизнедеятельности на уровне целого организма. Эндокринные железы с помощью выделения гормонов непосредственно, а также при участии нервной, иммунной и тканевых контролирующих систем влияют на метаболизм в организме животных. При этом гормоны оказывают существенное, порой решающее, влияние на все фундаментальные жизненные процессы: они определяют уровень синтеза белка и ДНК в клетках, размеры клеток и их митотическую активность, а следовательно, рост тканей, развитие организма, формирование пола, адаптацию и поддержание метаболического гомеостаза, поведение и другие.

Трудно определить в организме такие физиолого-биохимические процессы, которые не находились бы под регулирующим влиянием гормонов. В то же время ни один из гормонов, как правило, полностью не обеспечивает регуляцию отдельных функций. Для этого необходимо одновременное действие ряда гормонов в определенной последовательности и взаимодействии.

К комплексу гормонов, ответственных за индукцию и поддержание синтеза молока, относятся эстрогены и прогестерон(химическая формула - C21H30O2), гормоны щитовидной железы и кортикостероиды, а так же пролактин, инсулин и гормон роста. Взаимодействие этих гормонов способствует осуществлению лактации. Исключение только одного из нескольких гормональных компонентов может привести к заметным нарушениям всего процесса лактации.

Избыток или недостаток соответствующих гормонов уменьшает или даже прекращает лактацию. Следовательно, эндокринная система в организме животного функционирует как высокоинтегированная система, обеспечивающая адаптацию метаболизма к конкретным условиям внешней среды. Поэтому, в целях дальнейшего познания природы высокой молочной продуктивности коров, необходимо исследовать механизмы гормональной регуляции обмена веществ в условиях комплексной оценки функционального состояния ряда эндокринных желез.

 

Эндокринная система играет ведущую роль в системе гомеоретического контроля в организме животных, которая обеспечивает регуляцию распределения и использования субстратов для обеспечения основных физиологических функций организма и, в том числе, процессов молокообразования. В свою очередь, функциональное состояние эндокринных желез зависит от количества и соотношения ряда метаболитов, поступающих из желудочно-кишечного тракта в кровь, в результате переваривания питательных веществ корма..Поступление из желудочно-кишечного тракта в кровь аминокислот и глюкозы в определенной мере зависит от распадаемости протеина и крахмала в преджелудках жвачных животных.

Ферментативная активность в отдельных тканях и органах находится под контролем тех или иных гормонов, и может изменяться в течение коротких промежутков времени в зависимости от уровня в крови этих гормонов или изменения рецепторной активности тканей.В различные периоды репродуктивного цикла имеют место "приоритетные" направления использования питательных веществ. Так, известно, что в период доминанты лактации, то есть в течение первых одного-трех месяцев после отела, у животных питательные вещества из крови поступают прежде всего в молочную железу даже за счет мобилизации из других тканей. Для познания механизмов гормональной регуляции интенсивности и направленности метаболических потоков у лактирующих коров исследовали взаимосвязи между концентрацией гормонов и уровнем субстратов в крови. Для реализации этой задачи проводили определение содержания метаболитов углеводного и липидного обменов в крови коров.

Работы Эли и Петерсона (1941) составили переломный этап в познании рефлекторной природы регуляции функций молочной железы. В последующем в этом направлении проводились исследования более последовательно и системно. Большой вклад в изучение центральных механизмов регуляции лактации внесла советская школа физиологов: Г.И. Азимов, И.А. Барышников, И.И. Грачев, X.Д. Дюсембин, М.Г. Закс, Э.П. Кокорина, И.К. Медведев, Г.Б. Тверской, Г.А. Дахаев и их ученики и последователи. Одновременно с советскими физиологами в познание центральных гормональных механизмов регуляции секреторной функции молочной железы внесла вклад группа английских исследователей под руководством С. Фолли. Этот период по справедливости явился расцветом исследований по физиологии лактации. Итоги трудов ведущих коллективов-лактационистов обобщены в десятках оригинальных монографий и руководств по физиологии; их результаты нашли широкое применение в медицине и животноводстве

Лактационная деятельность организма характеризуется повышением тонуса нервной и эндокринной систем, усилением вегетативных функций организма, направленностью метаболизма, более активным сорбированием метаболитов молочной железой, а также активацией ферментативных систем, принимающих участие в синтезе составных частей молока.

 

По современным представлениям в эндокринной регуляции лактационного процесса и секреторной функции молочной железы принимает участие комплекс гормонов,поэтому важно выяснить характер количественных соотношений групп гормонов и интеграцию их действия при регуляции секреции молока. Такой подход создал целостное представление об особенностях гормональной регуляции молокообразовательного процесса и на этой основе помогает решить ряд вопросов для практики молочного животноводства.

Эндокринная система играет существенную роль в подготовке животных к отелу и в дальнейшем развитии этого процесса. Активизация гипофизарно-надпочечниковой системы, проявляющаяся в увеличении содержания кортизола, связана, очевидно, с необходимостью усиленния поступления глюкопластических веществ в органы и ткани, а также в интенсивно развивающийся плод. Установлено, что в период отела значительно увеличивается секреция глюкокортикоидов, которые стимулируют синтез гормонов в плаценте, способствуют родам и отделению последа

С целью более полного изучения функционального состояния эндокринной системы у жвачных, в разные периоды репродуктивного циклапровели опыт, который был начат на нетелях (последний месяц стельности), продолжен на новотельных коровах-первотелках (при одинаковых условиях кормления) и закончен на животных 3-го и 4-го месяцев лактации (при разных условиях кормления). Изучены уровни гормонов щитовидной железы (тироксин и трийодтеронин), поджелудочной железы (инсулин), коры надпочечников (кортизол). Проводилась работа по исследованию взаимосвязей между концентрацией гормонов и уровнем субстратов в крови коров. Эти исследования необходимы для определения гормонального статуса и познания механизмов гормональной регуляции интенсивности и направленности метаболических потоков у лактирующих коров. В реализации этой задачи проводилось определение содержания в крови коров некоторых метаболитов углеводного и липидного обменов.

В период стельности и после отела в организме коров происходят значительные изменения в эндокринной системе. При этом наиболее выражены они в изменение эндокринного статуса в первые сутки после отела. Так, концентрация инсулина в крови и функциональная активность инсулярного аппарата у сухостойных животных выше, чем у лактирующих, что показывает интенсивное отложение питательных веществ в теле в этот период. После отела наблюдалось снижение уровня гормона в крови коров, так на 2-м месяце лактации он снизился на 29 % по отношению к началу лактации. У новотельных коров в первые дни лактации уровень инсулина в крови существенно не изменялся после приема корма, что свидетельствует о торможении функции инсулярного аппарата поджелудочной железы. Снижение базального уровня инсулина и торможение реакции железы на прием корма отражают адаптационные изменения в функциональной активности эндокринных желез, которые происходят в процессе формирования лактационной доминанты. Увеличение в крови концентрации соматотропина и снижение уровня инсулина способствуют изменению интенсивности и направленности метаболических потоков. Усиливается катаболизм мышечных белков и распад липидов в жировых депо, что в свою очередь способствует оптимальному обеспечению процессов биосинтеза компонентов молока основными субстратами в условиях недостаточного поступления питательных веществ из желудочно-кишечного тракта.

Содержание тироксина и трийодтеронина, по сравнению с сухостойным периодом, уменьшилось на 36 % и 34 соответственно. Вероятно, это является результатом снижения секреции гормонов или повышенного использования их тканями организма животного. Установленное снижение уровня тиреоидных гормонов в крови, видимо, отражает адаптационные изменения в эндокринной системе в период формирования лактационной доминанты

Из приведенных данных видно, что в формировании лактационной доминанты у коров в первые дни после отела участвуют: инсулин, тиреоидные гормоны, кортизол. Эти гормоны играют важную роль в системе гомеоретического контроля, которая обеспечивает распределение субстратов в организме животных с учетом значимости физиологических функций

Гормоны,влияющие на продуктивность с/х животных:

 

 

Гормоны – продукты секреции эндокринных желез, выделяющиеся прямо в кровоток и обладающие высокой физиологической активностью. Главные эндокринные железы млекопитающих – гипофиз, щитовидная и паращитовидные железы, кора надпочечников, мозговое вещество надпочечников, островковая ткань поджелудочной железы, половые железы (семенники и яичники), плацента и гормон-продуцирующие участки желудочно-кишечного тракта. В организме синтезируются и некоторые соединения гормоноподобного действия. Например, исследования гипоталамуса показали, что ряд секретируемых им веществ необходим для высвобождения гормонов гипофиза. Эти «рилизинг-факторы», или либерины, были выделены из различных участков гипоталамуса. Они поступают в гипофиз через систему кровеносных сосудов, соединяющих обе структуры. Поскольку гипоталамус по своему строению не является железой, а рилизинг-факторы поступают, по-видимому, только в очень близко расположенный гипофиз, эти выделяемые гипоталамусом вещества могут считаться гормонами лишь при расширительном понимании данного термина.

Гормоны, попав в кровоток, должны поступать к соответствующим органам-мишеням. Транспорт высокомолекулярных (белковых) гормонов изучен мало из-за отсутствия точных данных о молекулярной массе и химической структуре многих из них. Гормоны со сравнительно небольшой молекулярной массой, такие, как тиреоидные и стероидные, быстро связываются с белками плазмы, так что содержание в крови гормонов в связанной форме выше, чем в свободной; эти две формы находятся в динамическом равновесии. Именно свободные гормоны проявляют биологическую активность, и в ряде случаев было четко показано, что они экстрагируются из крови органами-мишенями. Значение белкового связывания гормонов в крови не совсем ясно. Предполагают, что такое связывание облегчает транспорт гормона либо защищает гормон от потери активности

Гормоны оказывают влияние на метаболизм в организме посредством активации ферментных систем, повышения проницаемости клеточных мембран и ускорения синтетических процессов в секреторных клетках молочной железы.

На ранних стадиях развития животного организма появляется эндокринная система, которая становится впоследствии внутренним регулятором процессов роста и развития. При этом важнейшую роль играют гипофиз, щитовидная и половые железы. Каждая из них оказывает специфическое действие на организм, их функции тесно связаны между собой.

Щитовидная железа регулирует минеральный, белковый и водный обмен, а также стимулирует рост и развитие организма. Она вырабатывает йодсодержащие гормоны (тироксин, тиреоглобулин, трийодтеронин и др.), которые обладают высокой физиологической активностью:

· Тироксин стимулируют все виды обмена веществ: повышает интенсивность

окислительных реакций в клетках и выделение тепла; участвует в процессах роста и развития

· Трийодтеранин стимулируют все виды обмена веществ

Удаление этой железы приводит к резкому отставанию в росте и развитии, появляется карликовость. При гипофункции щитовидной железы обмен веществ нарушается, теплорегуляция понижается. Усиленная деятельность (гиперфункция) железы ускоряет развитие организма. С повышением активности щитовидной железы увеличиваются относительная интенсивность газообмена, а также содержание в крови летучих жирных кислот и фосфолипидов. Под воздействием небольших доз гормона тироксина наблюдается улучшение роста и продуктивности животных.

Гипофиз занимает одно из центральных мест в системе желез внутренней секреции. Гормоны, вырабатываемые и выделяемые гипофизом, оказывают огромное влияние на рост и развитие животных. Особое значение имеют гормоны роста (соматотропный), полового созревания (пролан) и лактогенный (пролактин):

· Соматотрофный гормон(гормон роста, СТГ) - белок -ускоряет рост костей в длину и

общий рост тела; под его действием усиливается деление клеток и увеличивается синтез белка

· Бычий биосинтетический гормон соматотропин при введении его в организм телят повышает на 15--20% суточные приросты живой массы, а у коров соответственно удой молока. Он оказывает влияние на жировой обмен.

· Пролан стимулирует половую зрелость животных, а лактогенный гормон обусловливает образование молока.

· Лактогенный гормон(пролактин) – поддерживает секрецию половых гормонов

яичниками, стимулирует образование молока в молочных железах, регулирует материнский инстинкт(гормон передней доли гипофиза)

· Окситоцин - полипептид – стимулирует выделение молока лактирующей молочной

железой и сокращение мускулатуры матки(гормон задней доли гипофиза)

· Фолукулинстимулирующий(ФСГ), и Лютеинизирующий (ЛГ) гормоны

пептидные гормоны, секретируемые гонадотропными клетками передней доли гипофиза.Необходим для нормальной работы репродуктивной системы. В женском организме стимулируют секрецию яичниками эстрогенов, а пиковое повышение его уровня инициирует овуляцию. В мужском организме - интерстициальные клетки Лейдига, вырабатывающие тестостерон

При удалении гипофиза рост животных задерживается, увеличивается отложение жира, деятельность половой системы атрофируется. Усиление функции передней доли гипофиза в раннем возрасте приводит к гигантизму. Гиперфункция гипофиза вызывает также акромегалию -- заболевание, характеризующееся увеличением размеров конечностей и некоторых внутренних органов.

Также значимым является влияние гормон коры надпочечников(кортикостероид)-кортизол:

· Кортизол ( гликокортикоид ):

(гидрокортизон, или 17-гидрокортикостерон), жизненно важный стероидный гормон, воздействующий на обмен веществ; секретируется наружным слоем (корой) надпочечников. Кортизол принимает участие в регуляции многих обменных (биохимических) процессов и играет ключевую роль в защитных реакциях организма на стресс и голод. При голодании, например, он обеспечивает поддержание нормального уровня глюкозы в крови, а при эмоциональном или операционном шоке препятствует падению кровяного давления ниже опасного уровня.

Кортизол регулирует метаболизм белков,жиров и углеводов,влияет на беременность

Половые железы, как известно, являются железами внутренней и внешней секреции, оказывающими большое влияние на процессы формообразования:

· Эстрон:

женский половой гормон—, продуцируется в виде дигидроэстронафолликуламияичников и выделяется при разрыве фолликулов. По химическому строению дигидроэстрон является насыщенным тетрациклическим оксикетоном; то есть имеет стероидное строение.

Эстрогены влияют на обмен углеводов, белков и пуринов, активизируют дезоксирибонуклеазу, стимулируют остеобласты, улучшают реакции цикла лимонной кислоты.

Они существенно изменяют функцию размножения, способствуют развитию молочной железы, понижают активность гипофиза

Эстрогены применяют при недостаточности функции яичников (действие препаратов должно быть умеренным и продолжаться 3—5 дней), при слабой родовой деятельности (с профилактической целью за 3—6—12 ч до родов вводят быстродействующие препараты в сочетании с миотропными средствами), при слабой инволюции матки (в небольших дозах в течение 2—7 дней), при задержании последа, мумифицированных плодах и ряде других патологий. Значительный интерес представляет влияние эстрогенов на ускорение откорма животных (прирост живой массы животных повышается на 30—35%, но остатки гормона остаются в мясе и неблагоприятно влияют на людей

 

Давно известен в животноводстве такой прием, как кастрация (удаление половых желез). При проведении ее нарушается рост скелета, изменяется обмен веществ, телосложение животного, происходит сильное жирообразование в организме. Усиленная деятельность этих желез ведет к ранней половой зрелости, к скороспелости. Функционирование большинства эндокринных желез достигает максимума в начале зрелого периода, в старости их деятельность резко падает.

 

Оптимизация рациона для коров с учетом степени ферментации в рубце протеина и крахмала корма, обеспечивает на 3-м месяце лактации увеличение молочной продуктивности на 13,97%(р<0.05). На изменение условий питания лактирующих коров положительно реагировали поджелудочная железа (инсулин) и щитовидная железа (трийодтиронин и тироксин), что позволяет использовать эти критерии при оценки физиологической адекватности питания жвачных животных

 

Гормоны, выделяемые с молоком у коров играют важную роль в организме телят в первые дни жизни, участвуя в регуляции обмена веществ и становлении функции эндокринной системы, что подтверждает высокий коэффициент корреляции между содержанием в молоке у коров и крови телят кортизола (г-+0.999; р<0.01) и тироксина (г-+0.989; р<0.01)).

 

Метаболизм, рост, дифференцировка, репродукция, гомеостаз и адаптация - все эти основополагающие признаки живого организма регулируются гормонами. Гормоны служат каналами, связывающими центральную нервную систему с периферическими органами. Поэтому нормальное развитие эндокринной системы является необходимой предпосылкой для полноценного роста и развития организма, его физиологического здоровья