2.5. Диагностика кетоза
Диагноз основывается на клинических признаках, патоморфологических изменениях, лабораторных исследованиях крови, мочи, молока, анализе почв, рационов и зоогигиенических параметров, продуктивности животного и наследственной устойчивости к кетозу. Постановка диагноза при клиническом кетозе не представляет затруднений. Однако необходимо дифференцировать первичный кетоз от вторичного, определить течение и характер заболевания (И. П. Кондрахин, 1981; Н. И. Кочнев, 1993).
Основными патогномоничными признаками болезни являются: кетонемия, кетонурия, кетонолактия и гипогликемия.
Тяжесть состояния оценивается на основании клинической картины, степени гиперкетонемии и гипогликемии (Д. Я. Луцкий и соавт., 1978). Из клинических показателей обращают внимание на поведение животного, аппетит, уровень лактации, состояние сердечно-сосудистой системы и пищеварительного аппарата (А. А. Кудрявцев, О. Г. Лысенко, 1971).
Наибольшую трудность в диагностике представляет субклинический кетоз, чаще всего возникающий на ранних стадиях лактации. Данная форма кетоза проявляется размытой, нечеткой клинической картиной. Его уверенное выявление возможно при использовании лабораторных методов исследования. Наиболее простым и доступным методом ранней диагностики субклинического кетоза является экспресс-метод обнаружения кетоновых тел в крови и моче с реактивом Лестраде. Положительная проба молока и сыворотки крови с указанным реактивом наблюдается только лишь при клинической форме кетоза (А. И. Чумак, 1969; Й. Чяпулис, 1978; И. П. Кондрахин, 2001).
Вместе с тем исследование при помощи данного качественного метода с нитропрусидом натрия (проба Лестраде), реагирующего только с одним из компонентов одной из фракций кетоновых тел — с ацетоном, при достижении им концентрации в крови 1,72 ммоль/л (10 мг%), что примерно соответствует концентрации ОКТ — 3,44 ммоль/л (20 мг%) и выше, не позволяет выявить субклинический кетоз у коров на ранних стадиях. В то время как у здоровых коров концентрация кетоновых тел в крови обычно не превышает 1,033 ммоль/л (6 мг%) (И. Г. Шарабрин и соавт., 1977; Б. И. Антонов и соавт., 1991; И. П. Кондрахин, 1985, 2004).
В этой связи нами был разработан экстраполяционный метод количественного определения кетоновых тел в крови, основанный на взаимосвязи некоторых биохимических показателей крови друг от друга — НЭТ (свидетельство о рег. прогр. № 2005612065).
Корреляционный анализ биохимических показателей крови, полученных на основе собственных исследований и литературных данных, выявил обратную корреляционную зависимость между концентрацией общих кетоновых тел и уровнем щелочного резерва (–0,93), общего кальция (–0,79), глюкозой (–0,7) и неорганическим фосфором (–0,48), что подтверждается работами ряда авторов, отмечавших аналогичные корреляционные взаимосвязи при кетозе коров
(В. И. Ривмавичус, 1969; Д. Я. Луцкий и соавт., 1978; А. В. Жаров, И. П. Кондрахин, 1983).
При дальнейшем анализе полученных результатов было выявлено несколько биохимических параметров, которые в большинстве случаев сохраняют закономерности взаимосвязи между собой и ОКТ, как у клинически здоровых, так и у больных субклиническим кетозом животных, — глюкоза крови и щелочной резерв сыворотки крови.
Зависимость изменения уровня глюкозы в крови, щелочного резерва сыворотки крови и концентрации кетоновых тел в крови больных кетозом коров, а именно понижение уровня глюкозы крови и щелочного резерва при одновременном увеличении в крови концентрации кетоновых тел, указывалась в работах ряда авторов — В. И. Ривмавичус (1969), В. И. Бырка (1972), Н. Н. Кочнев (1993).
На наш взгляд, указанные изменения объясняются следующим образом: дефицит глюкозы крови сопровождается активизацией процессов эндогенного синтеза глюкозы преимущественно за счет глюконеогенеза. Данный процесс на фоне нехватки глюкопластических веществ в организме приводит к образованию большого количества недоокисленных продуктов обмена, в том числе и кетоновых тел. В результате происходит снижение уровня щелочного резерва крови.
В ходе решения поставленной задачи нами был применен алгоритм нейросетевого анализа программы Neural Net Wizard 1.7. В основе ее математического алгоритма лежит многослойный перцептрон — математическая модель, специально созданная для компьютерной обработки данных, представляющей определенный набор формул и особую взаимосвязь между ними, называемую архитектурой. Особенность архитектуры многослойного перцептрона заключается в возможности программного «разбиения» исходного компьютера на несколько (до бесконечности) взаимосвязанных между собой посредством определенных коэффициентов (весов системы), а также в способности «обучаться» посредством тренировочной выборки, содержащей исходные и конечные данные. Таким образом, производительность одной вычислительной машины возрастает прямо пропорционально количеству «разбиений», образующих своеобразную компьютерную сеть.
Процесс тренировки данной системы осуществляется методом обратного распространения ошибки, заключающегося в наборе математических формул, позволяющих по разности между желаемым и реальным ответом сети вычислить требуемые поправки (коэффициенты) для корректировки весов системы. Другими словами, обучающий алгоритм позволяет вычислить набор коэффициентов между виртуальными компьютерами, обеспечивающий правильное решение задачи.
Применив алгоритм многослойного перцептрона для расчета концентрации кетоновых тел, мы получили расчетную программу (Нейросетевой экспресс-тест v. 1.3. (НЭТ)), позволяющую вычислять общие кетоновые тела со средней ошибкой ±11,2% от вычисленной величины по известным значениям
уровня глюкозы крови и щелочного резерва сыворотки крови и, таким образом, прогнозировать состояние и направления кетогенеза в организме животного.
Следует отметить, что степень достоверности расчета кетоновых тел ограничивается диапазоном обучающей выборки и зависит прямо пропорционально от качества и правильности определения исходных параметров. В нашем случае обучающая выборка состояла из результатов 62 лабораторных исследований крови клинически здоровых и больных субклиническим кетозом коров. Поэтому увеличение размеров обучающей выборки будет способствовать повышению степени достоверности расчетного показателя. С другой стороны, для объективной оценки уровня кетоновых тел в крови и правильности постановки диагноза при значительном превышении концентрации кетоновых тел верхнего предела физиологических параметров, выявленного в ходе нейросетевого моделирования, мы считаем целесообразным определение содержания кетоновых тел при помощи более точных и апробированных методов количественного и (или) качественного определения, а данный метод следует использовать главным образом для скрининг-диагностики.
Для более точной диагностики кетоза важными показателями являются: количественное определение в крови — общего количества кетоновых тел и их фракций, глюкозы, общего белка, белковых фракций в сыворотке, остаточного и полипептидного азота, кислотно-щелочного состояния крови, общего кальция, неорганического фосфора, активности щелочной фосфатазы; в моче — кетоновых тел, удельного веса, цвета, реакции рН, белка, глюкозы, индикана, аммиака, мочевины, мочевой кислоты и креатинина; в молоке — кислотности, белка, молочного сахара, хлора, кетоновых тел, мочевины (Э. Б. М. Ахмед, 1973; Б. Н. Шестаков, 1980; А. С. Яковлев, 1983; В. А. Пасечник, 1987; H.-P. Nohner, P. Hocker, 1987; М. М. Исламов, 1989; G. Staudacher, 1989; F. Enjabert et al., 2001). В связи с низкой концентрацией фракции АсАс в молоке A. Ubald et al. (2000) рекомендует для диагностики субклинического кетоза определять в молоке β-гидроксибутират (ВНВ), а C. Heuer et al. (2001) с этой целью — метод инфракрасной спектроскопии молока.
Для диагностики кетоза иногда прибегают к пункции печени с последующим патолого-морфологическим, гистологическим, гистохимическим исследованием пунктата. Морфологическим маркером заболевания является комплекс изменений: увеличение количества клеток с процессами вакуолизации, просветлением цитоплазмы и разрушением ультраструктур по всей дольке при их функциональном истощении, развитие очагов микронекрозов и очаговых лимфоидно-клеточных инфильтратов, явления жировой дистрофии с отложением липофусцина, появление всех фаз атрофического цирроза (И. В. Стряпунина, 1998).
В ходе наших исследований была также установлена возможность диагностики ацетонемического состояния у коров посредством микроскопии печеночной ткани. Так, при сопоставлении данных биохимического и гистологического исследования нами была выявлена определенная зависимость между степенью жировой инфильтрации печени и уровнем кетоновых тел в крови больных кетозом коров. Данные исследования представлены в таблице 2.4.
