Функциональное становление дыхательной системы у новорожденных телят Черницкий а.Е.

ГНУ Всероссийский НИВИ патологии, фармакологии и терапии, Воронеж, Россия, e-mail: cherae@mail.ru

После рождения животное попадает в условия, существенно отличающиеся от внутриутробных, где значительно ниже окружающая температура, появляются гравитация, новые зрительные, тактильные, звуковые и вестибулярные раздражители, требуется переход на другой тип дыхания и способ получения питательных веществ. Процесс адаптации к внеутробным условиям жизни сопровождается изменениями практически во всех функциональных системах организма. Совокупность адаптационных реакций новорожденного называют пограничными (транзиторными) состояниями. В отличие от анатомо-физиологических особенностей новорожденного, транзиторные состояния появляются в процессе родов или после рождения и проходят с завершением адаптационного периода. В раннем неонатальном онтогенезе можно выделить 3 этапа наибольшего напряжения адаптивных реакций: первые 30 минут жизни (острая респираторно-гемодинамическая адаптация); первые 6 часов (период аутостабилизации, синхронизации основных функциональных систем) и 3-4-е сутки внеутробной жизни (напряженная метаболическая адаптация) (Шабалов Н.П., 2004). Эти состояния называют пограничными не только потому, что они возникают на границе двух периодов жизни (внутриутробного и внеутробного), но и потому, что обычно физиологичные для новорожденных, при определенных условиях (в зависимости от гестационного возраста при рождении, особенностей течения внутриутробного периода и родового акта, условий внешней среды, содержания и кормления новорожденного) они могут принимать патологические черты.

Становление функции внешнего дыхания у детей довольно полно описано в работах Робертсон Н.Р.К. (1998), Шабалова Н.П. (2004) и других авторов, у сельскохозяйственных животных изучено в меньшей степени (Акатов В.А. с соавт., 1977), а метаболической и влаговыделительной функций легких – до сих пор не исследовано. Из литературных данных известно, что освобождение легких от фетальной легочной жидкости происходит при прохождении плода по родовым путям путем удаления ее через рот и нос (около 50%), всасывания оставшегося объема в лимфатические пути и прекращение ее секреции. Сразу после рождения происходит активация дыхательного центра, что определяет первый вдох новорожденного. Легкие заполняются воздухом, создается функциональная остаточная емкость. Расширяются легочные артериальные сосуды, снижается сосудистое сопротивление в легких, увеличивается легочной кровоток, происходит закрытие фетальных шунтов между малым и большим кругами кровообращения. Первый вдох осуществляется под нисходящим влиянием ретикулярной формации на дыхательный центр. Активируют ретикулярную формацию нарастающие при родах гипоксемия, гиперкапния, ацидоз и другие метаболические изменения, а также комплекс температурных, проприорецетивных и тактильных стимулов. У новорожденных детей в первые 2-3 дня жизни минутная вентиляция легких превышает средние значения в более старшем возрасте в 1,5-2 раза (Шабалов Н.П., 2004). Известно, что у многих видов млекопитающих при рождении плохо развиты альвеолярные мешки и альвеолы. В ранний неонатальный период продолжается созревание альвеол и формирование аэрогематического барьера, усиленно образуется сурфактант (Ефанова Л.И., Сайдулдин Е.Т., 2004; Шабалов Н.П., 2004). Транзиторная гипервентиляция новорожденного направлена не только на устранение послеродового метаболического ацидоза, но и на расширение бронхиол и расправление легких. Среди педиатров и физиологов до настоящего времени отсутствует единое мнение о механизме и сроках расправления легких после рождения. Одни авторы придерживаются «взрывной» концепции, согласно которой легкие расправляются в течение нескольких минут после рождения, другие – «постепенной», в соответствии с которой расправление легких у новорожденного продолжается от нескольких часов до 3-4-х дней (Шабалов Н.П., 2004). У животных подобные исследования не проводились.

Цель исследований – изучить показатели функции внешнего дыхания и респираторного влаговыделения у телят в период новорожденности.

Материалы и методы. Исследования проведены в ООО «Воронежпищепродукт» Новоусманского района Воронежской области на 25 новорожденных телятах: 20 – с нормальной и 5 – с пониженной жизнеспособностью. С рождения до 1,5-месячного возраста за животными вели ежедневное клиническое наблюдение: учитывали температуру тела, частоту сердечных сокращений и дыхательных движений (ЧДД) в минуту, состояние видимых слизистых оболочек, количество резцов, мышечный тонус, время появления сосательного рефлекса и уверенной позы стояния, аппетит. Определяли чувствительность гортани, трахеи и межреберных промежутков при пальпации, регистрировали время появления первых клинических признаков респираторной патологии, наличие и характер кашля, хрипов, одышки, истечений из носовой полости. Проводили пробы с функциональной нагрузкой, определяли минутный объем дыхания (МОД) и дыхательный объем (ДО). На 1-е, 3-и, 7-е и 14-е сутки жизни у телят получали конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) (Черницкий А.Е., 2009). Метод получения КВВ основан на принципе противотока, сущность которого заключается в том, что животное дышит в специальной маске, снабженной системой клапанов, не позволяющих смешиваться вдыхаемому и выдыхаемому воздуху. Выдыхаемый воздух, охлаждаясь тающим льдом, конденсируется и собирается в специальный контейнер. Сразу после получения образца КВВ измеряли его pH, учитывали объем конденсата, образующийся у телят за минуту и из 100 литров выдыхаемого воздуха (ВВ). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы «Statistica 6.0».

Результаты исследований и обсуждение. Проведенные исследования показали, что для всех новорожденных телят в первые дни жизни характерна транзиторная гипервентиляция.У здоровых жизнеспособных телят она проходит в первые 48 часов после рождения. При этом частота сердечных сокращений и дыхательных движений к 3-м суткам жизни снижаются по сравнению с суточным возрастом на 9,9 и 20,5% (Р<0,05) соответственно, минутный объем дыхания достоверно не изменяется, а дыхательный объем возрастает на 44,2% (Р<0,05). На 7-е сутки частота сердечных сокращений и дыхательных движений снижаются по сравнению с суточным возрастом еще в большей степени – на 24,3 и 39,4% (Р<0,05) соответственно, а МОД и ДО – остаются на том же уровне, что и в возрасте 3-х суток.

Таблица 1

Показатели функции внешнего дыхания у здоровых телят (n=9)

Возраст, сутки	ЧД, в мин.	МОД, л	ДО, мл
1-е	63,5±3,5	13,19±0,92	209,4±18,2
3-и	50,5±3,5*	15,40±2,20	302,0±21,0*
7-е	38,5±0,9*	11,60±0,84	301,0±9,8*
14-е	30,7±1,8*	10,60±1,01*	345,0±26,5*

Примечание: *– P<0,05 по сравнению с аналогичными показателями в суточном возрасте

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что наибольшие значения частоты дыхательных движений у новорожденных телят регистрируют в первые 24 часа жизни, затем к 3-м суткам она постепенно снижается, при этом увеличивается дыхательный объем (глубина дыхания). Транзиторная гипервентиляция у телят направлена на устранение послеродового метаболического ацидоза. По данным Грищенко В.А. и соавт. (1999) нормализация кислотно-основного состояния (КОС) у телят обычно происходит в течение первых суток после рождения. Это достигается, прежде всего, напряжением почечного и дыхательного механизмов компенсации, что ведет к установлению и сохранению щелочного характера КОС крови, свойственного жвачным животным. Уровень молочной кислоты в крови телят уже через сутки снижается по сравнению с фоновым при рождении на 26,3% (Р<0,05), что свидетельствует о постепенном восстановлении биохимических процессов в постгипоксический период вследствие включения механизмов, способствующих увеличению доставки кислорода к тканям (Каверин Н.Н., 2005). Совместно с респираторной компенсацией происходит нормализация циркуляторной составляющей общего кислородного статуса организма. По данным Мельничук Д.О. и соавт. (2001) стабилизация метаболических параметров у телят происходит в течение первых часов после рождения, тогда как респираторные возвращаются к норме через 24-36 часов.

У телят с пониженной жизнеспособностью (n=5) частота сердечных сокращений и дыхательных движений на 3-и сутки жизни по сравнению с суточным возрастом снижается незначительно – на 7,0 и 13,8% (Р<0,05) соответственно, а дыхательный объем, несмотря на увеличение на 29,2% (Р<0,05), остается существенно (на 25,2%, Р<0,05) ниже, чем у здоровых жизнеспособных телят. При этом увеличение дыхательного объема носит временный характер и на 7-14-е сутки жизни достоверно не отличается от дыхательного объема в суточном возрасте.

У жизнеспособных телят, заболевших микро- и макробронхитом в профилакторный период (n=7), снижение частоты сердечных сокращений и дыхательных движений происходит только к 7-м суткам жизни – на 4,5 и 29,3% (Р<0,05) соответственно по сравнению с суточным возрастом, то есть период респираторной адаптации у них более продолжительный. Минутный объем дыхания снижается на 29,7% (Р<0,05), при этом дыхательный объем остается без существенных изменений, что свидетельствует о неполном расправлении и низкой аэрации легких.

Известно, что влаговыделительная функция легких у телят тесно связана с продукцией в альвеолах и бронхах жидкого секрета, избыток которого абсорбируется эпителием верхних дыхательных путей. Выделение водяных паров при дыхании обусловлено фильтрацией воды из сосудов малого круга кровообращения и верхних дыхательных путей и регулируется притоком крови. Вода последовательно проходит мембраны и цитозоль эндотелия капилляров, базальную мембрану, альвеолярный эпителий, высокоселективный слой гликокаликса и сурфактанта, а также движется через межклеточные щели и контакты. Эндотелий легочных капилляров при этом активно участвует в переносе и контроле уровня гормонов, ферментов и ряда других биологически активных веществ (Черницкий А.Е., 2009). Показатели респираторного влаговыделения у здоровых жизнеспособных телят представлены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели респираторного влаговыделения у здоровых телят (n=9)

Возраст, сутки	Объем КВВ, мл/мин.	Объем КВВ, мл/100 л ВВ	pH КВВ
1-е	0,08±0,009	0,58±0,045	7,57±0,06
3-и	0,07±0,003	0,47±0,062	7,80±0,11*
7-е	0,07±0,009	0,61±0,045	7,91±0,05*
14-е	0,09±0,008	0,58±0,027	7,96±0,03*

Примечание: *– P<0,05 по сравнению с аналогичными показателями в суточном возрасте

Из таблицы 2 видно, что объем влаги, выделяемой с выдыхаемым воздухом, у здоровых жизнеспособных телят с 1-го по 14-й дни жизни существенно не изменяется, а pH КВВ – повышается. С завершением транзиторной гипервентиляции, при компенсации послеродового метаболического ацидоза, уровень pH КВВ у телят повышается по сравнению с фоновым при рождении на 3,0-5,2% (P<0,05).

У телят с пониженной жизнеспособностью увеличения pH КВВ с возрастом не происходит («закисление» бронхоальвеолярной жидкости), а объем КВВ, образующегося из 100 л выдыхаемого воздуха, превышает средние значения у здоровых жизнеспособных животных на 57,3-91,4% (P<0,05). Те же закономерности характерны для жизнеспособных телят, заболевших микро- и макробронхитом в профилакторный период. Повышенное выделение влаги при дыхании у телят, предрасположенных к развитию респираторных болезней, вероятно, связано с повреждением биомембран клеток респираторного тракта и нарушением процессов абсорбции и секреции воды и электролитов.

Заключение. В результате проведенных исследований установлена связь заболеваемости новорожденных телят респираторными болезнями с продолжительностью и характером течения физиологической адаптации кардиореспираторной системы. У здоровых жизнеспособных телят транзиторная гипервентиляция завершается к 3-м суткам жизни и приводит к расправлению легких, что проявляется увеличением дыхательного объема (глубины дыхания) при неизменной величине МОД. С завершением физиологической гипервентиляции и устранением метаболического ацидоза pH КВВ повышается по сравнению с суточным возрастом на 3,0-5,2% (P<0,05). У телят с нормальной и пониженной жизнеспособностью, впоследствии заболевающих микро- и макробронхитом, период физиологической адаптации более продолжительный (до 7-ми суток), дыхательный объем и pH КВВ по сравнению с суточным возрастом достоверно не повышаются.

Литература. 1. Акатов В.А., Конов Г.А., Поспелов А.Н. Ветеринарное акушерство и гинекология.- Л.: Колос, 1977.- 656 с. 2. Грищенко В.А., Любецька Т.В., Мельничук Д.О. Компенсація змін кислотно-лужного балансу в інтактних новонарождених телят і за умов експериментального метаболічного ацидозу та алкалозу // Укр. біохім. журн.,1999, Т. 71, № 6.- С.71-76. 3. Ефанова Л.И., Сайдулдин Е.Т. Защитные механизмы организма. Иммунодиагностика и иммунопрофилактика инфекционных болезней животных.- Воронеж: ВГАУ, 2004.- 391 с. 4. Каверин Н.Н. Оксидантно-антиоксидантный статус новорожденных телят и влияние на него селеноорганического препарата селекор: дисс. … канд. биол. наук.- Воронеж, 2005.- 206 с. 5. Мельничук Д.О., Грищенко В.А., Цвіліховський М.І. Кислотно-основний гомеостаз організму новонароджених телят // Укр. біохім. журн., 2001, Т. 73, № 6.- С.123-126. 6. Робертсон Н.Р.К. Практическое руководство по неонатологии: Пер. с англ.- Μ.: Медицина, 1998.- 514 с. 7. Черницкий А.Е. Биохимическая характеристика конденсата выдыхаемого воздуха у телят в норме и при респираторной патологии: дисс. … канд. биол. наук.- Воронеж, 2009.- 203 с. 8. Шабалов Н.П. Неонатология. Учебн. пособие: В 2 т., Т. 1., 3-е изд., испр. и доп.- М.: МЕДпресс-информ, 2004.- 608 с.

FORMATION OF FUNCTIONAL RESPIRATORY SYSTEM IN NEWBORN CALVES

Chernitskiy A.E.

All-Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy, Voronezh, Russia

The paper presents an analysis of the literature and our own studies of the formation of functional respiratory system in newborn calves. It was determined that the respiratory disorders rate in calves depends on the duration and character of physiological adaptation of the cardiorespiratory functional system in early postnatal ontogenesis.

УДК 619:615.034:615.28:636.2