Введение

Актуальность темы. Болезни животных, связанные с нарушением обменных процессов в организме, широко распространены и наносят большой ущерб животноводству.

Нарушения же обмена веществ у животных – одна из острейших проблем в современном животноводстве многих стран (Луцкий Д.Я., Жаров А.В., Шишков В.П. и др., 1978; Замарин Л.Г., 1983; Кондрахин И.П., 1989; Уразаев Н.А., Кабыш А.А. и др., 1990; Эленшлегер А. А., 1998).

Среди заболеваний, характеризующихся нарушением обмена веществ, особое место занимают эндемические болезни (йодная недостаточность, зобная болезнь), важнейшими причинами которых считаются дефицит или избыток некоторых химических элементов в объектах биосферы. В частности, возникновение и развитие эндемического зоба в настоящее время связывается в основном с недостаточным поступлением в организм йода.

При недостатке йода в почве, воде и растениях снижается содержание его в организме, нарушается функция щитовидной железы, что влечет за собой недостаточное образование гормона тироксина. При этом понижаются окислительные процессы, падает газообмен, ослабляется обмен белков.

Настоящая работа посвящена комплексному изучению проблемы йода – уникального и жизненно важного микроэлемента для человека и животных.

Актуальность темы определяется весьма широким распространением йоддефицитных биогеохимических провинций, к которым относятся Поволжье, Амурская область и Бурятия.

К биогеохимическим провинциям, по определению академика А.П. Виноградова (1957), относятся местности, в которых наблюдается определенная биологическая реакция у организмов на избыток или недостаток макро- и микроэлементов в окружающей среде.

Крупным достижением последних лет являются сведения о том, что недостаток йода является причиной возникновения более 30 болезней и болезненных симптомов. До недавнего же времени всю проблему патологии йодной недостаточности связывали только с выраженными формами эндемического зоба. Вместе с тем, клинически выраженный зоб наблюдается у крупного рогатого

скота редко. Он протекает медленно, без выраженных клинических признаков. Своевременные меры профилактики и лечения болезней йодной недостаточности позволяют значительно снизить падеж и заболеваемость животных. Все это требует значительного расширения и углубления исследований по проблеме йодной недостаточности. Дефицит йода, кобальта в рационах и в настоящее время наносит огромный ущерб животноводству за счет снижения молочной, мясной и шерстной продуктивности, воспроизводительной способности и поголовья животных, так как йодно-кобальтовая профилактика их в Амурской области и Бурятии плохо организована или не организована вообще.

Без теоретического обоснования закономерностей накопления живыми организмами йода и кобальта, определения биогеохимических провинций и изучения биогеохимического цикла их в окружающей среде, а также без разработки на этой основе рекомендаций по определению уровней содержания этих микроэлементов в организме молочных коров изучаемой зоны с учетом продуктивности, плодовитости и качества потомства невозможно кардинальное решение практических вопросов в области ветеринарии, связанных с йодной недостаточностью.

Амурская область и Бурятия являются слабоизученными биогеохимическими провинциями с йодно-кобальтовой недостаточностью, так как на этих территориях среди животных и людей распространен эндемический зоб, уровская болезнь и другие заболевания, связанные с недостатком йода и кобальта. Все это обусловливает появление морфологических изменений в органах и тканях, что приводит к понижению иммунобиологических свойств организма. Отсюда становится очевидной необходимость глубокого изучения состояния обмена веществ и продуктивности у крупного рогатого скота в зависимости от функционального состояния щитовидной железы на фоне йодной недостаточности, а также в связи с подкормкой животных солями йода и кобальта. Выяснение этих вопросов расширит представления о патогенезе йодной недостаточности и даст возможность определить перспективные пути разработки более эффективных методов диагностики и терапии при этом заболевании животных.

Проведение таких исследований имеет определенный теоретический интерес и практическое значение при изучении эндеми-

ческого зоба в условиях значительного дефицита микроэлементов. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), на земном шаре в настоящее время более 1 млрд. человек рискуют подвергнуться страданиям, в основе которых лежит дефицит йода. Среди более 200 млн. человек диагностированы на эндемический зоб, гипотиреоидизм новорожденного, эндемический кретинизм.

Геохимические особенности эндемических районов являются одной из причин несбалансированности микроэлементов и витаминного состава рациона. В свою очередь, нарушение функции щитовидной железы приводит к расстройству витаминного и микроэлементного баланса в организме. Помимо недостаточности и нарушения соотношения других микроэлементов, в этиологии эндемического зоба важная роль принадлежит кормлению, то есть основному фактору внешней среды, обеспечивающему гомеостаз организма. Для синтеза тиреоидных гормонов необходим белок, содержащий достаточное количество аминокислоты тирозина. Дефицит белка и других веществ в рационе ведет к возникновению гипопротеинемии, диспротеинемии и еще больше усиливает нарушение функции щитовидной железы, проявляющееся в уменьшении образования гормонально-активных соединений и концентрации их в крови. Даже на фоне достаточной обеспеченности рациона йодом, но при дефиците белка может происходить снижение синтеза гормонов, а значит, и функции щитовидной железы.

Краткая характеристика причин и дополнительных факторов, способствующих возникновению нарушения функции щитовидной железы, показывает сложность задач ветеринарных работников по определению реальных мер борьбы с эндемическим зобом, что является актуальной задачей медицинской и ветеринарной науки. Выяснение причин эндемических болезней и факторов, влияющих на их течение и развитие, требует дальнейших всесторонних и углубленных исследований.

ЧАСТЬ I

Глава 1. Собственные исследования

1.1.1. Оценка эндемической ситуации

в биогеохимических провинциях

В.И. Вернадскому (1960) удалось показать общие закономерности распределения минеральных элементов в природе. Он создал учение о зависимости химического состава растений от химического состава земной коры. В дальнейшем идеи В.И. Вернадского нашли развитие в работах А.П. Виноградова, выяснившего существование на Земле разных биогеохимических провинций, связанных с недостаточностью или избыточностью многих минеральных элементов. Трудами В.В. Ковальского были раскрыты зональные закономерности круговорота химических элементов в биосфере, что позволило разработать и предложить систему биогеохимического районирования.

Принципы биогеохимического районирования опираются на следующие критерии: 1) географическое изменение концентраций и соотношений химических элементов в геохимической среде и в организмах; 2) чувствительность организмов к определенным концентрациям химических элементов (пороговые концентрации); 3) реакции организмов на повышенные и пониженные концентрации химических элементов и появление эндемических заболеваний; 4) геохимические условия изменения продуктивности животных.

При биогеохимическом районировании выделяются таксоны нескольких порядков: регион – биосферы – таксон первого порядка, субрегион биосферы – таксон второго порядка и биогеохимическая провинция – таксон третьего порядка (Ковальский В.В., 1978).

Каждый регион биосферы делится на субрегионы, в состав которых входят различные по размерам территории, выделяемые на литолого-геохимической основе с учетом проявления характерных реакций организмов (часто в виде эндемических заболеваний).

Биогеохимические провинции входят в состав субрегионов биосферы и характеризуются постоянными реакциями организма, проявляющимися в пределах определенной территории.

Амурская область и Забайкалье относятся к биогеохимической провинции с йодно-кобальтовой недостаточностью, так как на этих территориях среди животных и людей распространен эндемический зоб.

Эндемический зоб – это биогеохимическая эндемия, обусловленная прежде всего недостатком йода во внешней среде, приводящем к недостаточному поступлению его в организм человека и животных. Наличие зоба в ряде биогеохимических провинций, несмотря на проводимые лечебно-профилактические мероприятия, указывает на то, что этиология этого заболевания гораздо сложнее и что в патогенезе зоба, кроме недостатка йода в окружающей среде, играют роль также другие факторы, которые усиливают или ослабляют эндемию зоба. В числе их называют недостаточное, избыточное или же несбалансированное поступление в организм кобальта, марганца, фтора и ряда других микроэлементов, а также жиров, белков и витаминов.

Нашей задачей явилось изучение содержания йода и кобальта в почве, растениях и воде Амурской области и Бурятии и выявление влияния уровня содержания этих элементов на обмен веществ при эндемическом зобе у животных, а также разработка на этой основе рекомендаций оптимальных уровней этих микроэлементов в кормах для молочных коров изучаемой зоны с учетом продуктивности, плодовитости и качества потомства.

1.1.2. Краткая природно-климатическая характеристика территории Амурской области

Природно-климатические и производственные условия Амурской области разнообразны, они во многом определяют необходимость дифференцированного подхода к разработке системы ведения животноводства. Южная часть области – равнинная, северная – горная. Климат – резко континентальный с абсолютной разностью температур до 80°С, при этом на территории области наблюдается множество климатических оттенков. В формировании растительного покрова участвует даурская, восточно-сибирская, охотская и маньчжурская флора.

Территория Амурской области входит в Приамурско-Приморскую провинцию, включающую следующие геоморфологические зоны: а) Становое нагорье и горную страну Джугдыр; б) горную страну Тукурингра-Соктахан-Джагды; в) Верхнезейскую равнину и г) Амурско-Зейско-Буреинскую равнину.

Почвы Амурской области сформировались на почвообразующих породах различного происхождения и литологического состава. Характер почвообразующих пород тесно связан с рельефом и геологическими условиями Приамурья. Здесь распространены по-

чвы, развивающиеся на элювии изверженных, метаморфических пород, на третичных песчано-галечниковых отложениях, четвертичных глинах и суглинках, на делювиальных отложениях.

Почвообразующими породами Амурско-Зейско-Буреинской равнины являются третичные песчано-галечниковые отложения, четвертичные глинистые отложения озерно-речного происхождения и современные аллювиальные отложения.

Основными типами почв области являются горно-тундровые, горные буро-таежные, буро-таежные, бурые лесные, лугово-бурые, дерново-луговые, луговые черноземовидные, луговые, дерновоподзолистые, торфянисто-подзолистые, болотные и пойменные аллювиальные (табл. 1).

Таблица 1

Структура почвенного покрова Амурской области

В Зейском районе Амурской области были проведены исследования под руководством В.В. Ковальского, две экспедиции биогеохимической лаборатории Института геохимии и аналитической химии АН СССР и две – Всесоюзного института животноводства. Большие экспедиционные работы в Амурской области были проведены Советом по изучению производительных сил при АН СССР (Корецкая Л.А.). Анализируя результаты многочисленных экспедиционных исследований почв Амурской области, провели картографирование почв (рис. 1) в различных почвенно-климатических биогеохимических зонах.

Приводим картограммы валового содержания йода и кобальта в почвах горной и высокоравнинной зон Амурской области, составленные на основании исследований, проведенных Амурской