СПОСОБ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ПЕЧЕНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
METHOD FOR ASSESSING THE FUNCTIONAL STATE OF THE LIVER OF CATTLE

Изобретение относится к ветеринарии и может быть применено в диагностике нарушений функционального состояния печени крупного рогатого скота. Изобретение также относится к компьютерным технологиям и может найти применение в качестве специализированной экспертной системы, предназначенной для диагностики заболеваний печени крупного рогатого скота, обеспечивающей формирование вывода или в виде диагноза, или по отсутствию отклонений, характерных для заболеваний печени.
Животноводство несет колоссальный экономический ущерб от гепатопатологий вследствие падежа животных, снижения их продуктивности, резистентности, а также развития на этом фоне многих инфекционных болезней. Это обусловлено тем, что патологии печени длительное время протекают бессимптомно, их клинические признаки неспецифичны, что затрудняет своевременную диагностику и разработку эффективных схем лечения. Особенно это касается таких крупных животных, как молочный скот, поскольку дополнительные методы диагностики, такие как ульсонография на молочнотоварных фермах практически не применяются. Поэтому, точная и ранняя диагностика позволит своевременно начать лечение и предотвратить гибель животного.
Известен способ лабораторной диагностики ранних нарушений функционального состояния печени, когда измеряют активность ферментов АЛТ, ACT, ЛДГ, ГГТ, ЩФ, общего билирубина. Дополнительно проводят трехминутную окклюзию сосудов плеча - «манжеточную пробу» для создания кратковременной гипоксии (патент РФ №2432898).
Известен способ оценки функционального состояния печени, когда производят оценку лабораторных данных, характеризующих состояние органа: интенсивность процессов липопероксидации (ДК, МДА), функциональную активность (БИЛ, АлАТ, Рж, ЦП) и состояние гистоструктур органа (МИТ, ГЕП, СТ), определяют фазу патологического процесса. Для этого показатели сравниваются с их табличными значениями, полученными на основе математического анализа зависимостей, отображающих отдельные параметры реального состояния органа (патент РФ №2629202).
Известен способ скрининга заболеваний печени и система для реализации способа, которые позволяют сделать вывод об отсутствии отклонений, характерных для заболеваний печени человека в момент обследования пациента путем использования комбинации ряда лабораторных тестов (АЛТ, ACT, ЩФ, ГГТП, гамма-глобулины, общий билирубин, антитела к вирусу гепатита С (anti-HCV), поверхностный антиген вируса гепатита В (HBsAg) и непосредственных характеристик пациента (пол и возраст, рост и вес), данных анамнеза о систематическом приеме алкоголя и приеме каких-либо лекарственных препаратов в указанные в изобретении сроки. Для построения предварительного диагноза также необходимо рассчитать индекс Де-Ритиса (отношение ACT/АЛТ) и индекс массы тела (патент РФ №2523661).
Известен способ исследования состояния детоксикационной функции печени, заключающийся в определении утром натощак в крови содержания МСМ (молекулы средней массы), АЛТ (аланинаминотрансфераза) и ACT (аспартатаминотрансфераза), эти параметры определяют накануне вечером перед сном, а также утром и вечером, определяют объем циркулирующей крови и гематокрит, после чего оценивают коэффициент состояния детоксикационной функции печени (патент РФ №2537163).
Недостатком приведенных способов является отсутствие возможности их применения при постановке диагноза патологий печени у животных, так как все они предназначены для использования в здравоохранении. Кроме того, отсутствует качественная оценка степени эндотоксикоза и кетогенеза как реакции организма на развитие патологии или эффективности лечения.
Поэтому, наиболее близким к изобретению является способ ранней диагностики гепатозов у лактирующих коров, описанный в статье «Практические аспекты ранней диагностики гепатозов у лактирующих коров», авторы: Калюжный И.И., Степанов И.С., Солякина А.А. (журнал «Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана». - 2016. - Т. 226. - №2. - С. 72-76). В указанном способе для выявления степени распространения гепатозов проводится диспансерное исследования дойного стада и скрининг биохимических маркеров этой патологии среди поголовья. Биохимические исследования включают анализ параметров периферической крови животных, идентифицирующих нарушения обмена веществ у лактирующих коров: каротин, общий белок, щелочную фосфатазу, холестерин, энзимы, АсАТ (аспартаминотрансфераза) и АлАТ (аланинами-нотрансфераза), глюкозу, билирубин. В случаях необходимости подтверждения достоверности диагноза применяется усложненный клинико-биохимический тест-комплекс, объединяющий анализ белковых фракций, резервной щелочности, глюкозы, общих липидов, холестерина, общего билирубина, витамина А и кальция.
Однако данный способ устанавливает факт патологического состояния печени животных только тогда, когда уже определяется значительное повышение этих показателей в крови, поэтому в ветеринарии постоянно ведется поиск доступных для определения ранних признаков развития гепатопатологии у животных.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота.
Технический результат достигается тем, что в способе оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота, включающем клинический осмотр животного и биохимическое исследование сыворотки крови, согласно изобретению, в сыворотке крови определяют концентрацию молекул средней массы (МСМ) при длине волны облучения пробы - 254 нм и концентрацию кетоновых тел, при этом в случае концентрации МСМ выше 0,185 ед. оп. пл. в сочетании с концентрацией кетоновых тел выше или равной 1,033 ммоль/л – выявляют патологию функционального состояния печени.
Технический результат также достигается тем, что в способе оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота, включающем клинический осмотр животного и биохимическое исследование сыворотки крови, согласно изобретению, в сыворотке крови определяют концентрацию молекул средней массы (МСМ) при длине волны облучения пробы - 254 нм и концентрацию кетоновых тел в молоке, при этом в случае концентрации МСМ выше 0,185 ед. оп. пл. в сочетании с концентрацией кетоновых тел в молоке выше 1,72 ммоль/л – выявляют патологию функционального состояния печени.
Преимуществом заявляемого способа является более точная и быстрая диагностика ранних нарушений функционального состояния печени крупного рогатого скота по совокупности биохимических маркеров, что позволяет значительно экономить время при проведении диспансеризации и повысить сохранность поголовья. В качестве дополнительного чувствительного диагностического метода оценки развития и степени патологических процессов в гепатоцитах нами предложен метод определения уровня эндогенной интоксикации в организме посредством оценки концентрации МСМ в сыворотке крови при длине волны 254 нм (наиболее токсичная фракция). Стойкое повышение уровня МСМ при патологии печени, несмотря на улучшение других биохимических показателей, может являться признаком неблагоприятного исхода заболевания и позволяет скорректировать применяемую схему лечения. У животных с диагностированной хронической патологией печени регулярное определение уровня МСМ в период ремиссии позволяет предвидеть развитие рецидива и проводить превентивную терапию.
На основании собственных исследований установлено, что при постановке диагноза на патологию печени у крупного рогатого скота (особенно у дойных коров) необходимо обязательно контролировать уровень кетоновых тел в крови или молоке, поскольку повышение их концентрации авторы считают в числе информативных маркеров при поражении печени.
Таким образом, изобретение расширит способы, используемые при мониторинге состояния печени крупного рогатого скота, с возможностью получения диагноза и рекомендаций при выявлении отклонений в лабораторных тестах, в том числе и с использованием компьютерной системы.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с известными способами оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота, позволяет сделать вывод, о его соответствии критерию «НОВИЗНА», так как в результате проведенного патентно-информационного поиска, предлагаемая совокупность существенных признаков изобретения не обнаружена.
Сопоставление заявленного технического решения с известными позволили выявить признаки, не являющиеся очевидными для специалиста в связи с достигаемым всей совокупностью существенных признаков техническим результатом. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ».
Заявляемое техническое решение соответствует критерию «ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ», так как может быть использовано для оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота в условиях современных животноводческих предприятий.
К анализируемым признакам, заявленным в изобретении, относятся следующие параметры:
1) АлАТ (сыворотка крови) - основной маркер, который отражает гепатоцеллюлярное воспаление и обладает высокой специфичностью. Норма для крупного рогатого скота составляет 6,9-35 Ед/л.
2) АсАТ (сыворотка крови) - митохондриальный гепатоиндикаторный фермент, повышение которого свидетельствует о более тяжелых поражениях печеночных клеток. Норма для крупного рогатого скота составляет 45-110 Ед/л.
3) ЩФ (сыворотка крови) - основной маркер холестаза при гепатопатиях. Норма для крупного рогатого скота составляет 17,5-152 Ед/л.
4) Общий билирубин (сыворотка крови) - повышенное содержание выявляется при повреждении клеток печени различного характера. Норма для крупного рогатого скота составляет 0,7-5,13 мкмоль/л.
5) Холестерин (сыворотка крови) - повышение показателя (вторичная гиперхолестеринемия) развивается при заболеваниях печени, сопровождаемых холестазом любой этиологии. Понижение тоже может иметь место при заболеваниях печени - некроз, злокачественные опухоли и др. Норма для крупного рогатого скота составляет 4,7-6,2 ммоль/л.
6) Общий белок (сыворотка крови) - диагностическое значение при заболеваниях печени имеет абсолютная гипопротеинемия, для которой характерно снижение синтеза белка в гепатоцитах. Норма для крупного рогатого скота составляет 79-89 г/л.
7) Кетоновые тела - продукты неполного окисления масляной кислоты, образующиеся из жирных кислот и некоторых кетогенных аминокислот. В здоровом организме они быстро окисляются, а при нарушении обмена веществ количество их в тканях может увеличиться и тогда их обнаруживают в крови в больших количествах. Это явление получило название кетонемии. Кетонемия вызывает кетонурию, а затем кетонолактию, т.е. выделение кетоновых тел с мочой и молоком. Синдром жировой дистрофии печени у коров постоянно развивается при кетозах Концентрация общих кетоновых тел в крови крупного рогатого скота выше 1,033 ммоль/л, а в молоке - выше 1,72 ммоль/л, указывает на наличие патологического процесса в печени.
8) Исследованиями, проведенными авторами, установлено, что у здорового крупного рогатого скота в сыворотке крови уровень МСМ при длине волны 254 нм не превышает 0,185 ед. оп. пл. Наиболее выраженные изменения в концентрации МСМ крови происходят у больных животных с синдромом нарушения целостности гепатоцитов и воспалительным синдромом (концентрация МСМ при этом увеличивается в несколько раз - до 0,963 ед. оп. пл). У коров с синдромом печеночно-клеточной недостаточности уровень МСМ повышается незначительно (до 0,270 ед. оп. пл.).
Для ускорения применения заявляемого способа в реальных условиях могут применяться автоматизированные диагностические комплексы, например, как представленный на фигуре разработанный нами аппаратно-программный комплекс, включающий: устройство пользователя с расположенным в нем блоком ввода полученных количественных параметров - АлАТ, АсАТ, ЩФ, общего билирубина, холестерина, общего белка, кетоновых тел, МСМ; блока хранения информации, включающий базу данных (БД) значений нормы для определяемых биохимических показателей; модуль анализа введенных показателей для формирования вывода о наличии или отсутствии отклонений, характерных для патологии печени; блок вывода на экран визуального интерфейса информации о поставленном диагнозе; базу знаний с рекомендациями по лечению конкретного гепатопатологического состояния крупного рогатого скота. Аппаратно-программный комплекс позволяет составлять отчет, содержащий дату, данные обследованного животного (кличка, пол, возраст, хозяин или животноводческое хозяйство), вывод о наличии или отсутствие гепатопатологии у животного.
На фигуре представлена структурная схема реализации аппаратно-программного комплекса.
Заявляемый способ оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота поясняется примерами.
Пример 1. Проводят клинический осмотр животного, включающий термометрию, оценку состояния кожного покрова и слизистых, пальпацию и аускультации печеночной зоны. Проводят биохимическое исследование сыворотки крови с оценкой уровня АлАТ, АсАТ, ЩФ, общего билирубина, холестерина и общего белка, дополнительно в крови определяют концентрацию кетоновых тел, а в сыворотке крови МСМ при длине волны 254 нм. Проводят аналитическую обработку каждого из параметров, которая может быть выполнена с использованием программно-аппаратных средств, включающую сравнение результатов измеренных показателей со значениями нормы для крупного рогатого скота, по итогам компьютерная система формирует вывод о текущем функциональном состоянии печени с возможным диагнозом гепатопатологии, либо отсутствии отклонений в полученных результатах. В случае выявления нарушений выдаются рекомендации по лечению конкретного гепатопатологического состояния у животного.
Пример 2. Проводят клинический осмотр животного, включающий термометрию, оценку состояния кожного покрова и слизистых, пальпацию и аускультации печеночной зоны. Проводят биохимическое исследование сыворотки крови с оценкой уровня АлАТ, АсАТ, ЩФ, общего билирубина, холестерина и общего белка, дополнительно в молоке определяют концентрацию кетоновых тел, а в сыворотке крови МСМ при длине волны 254 нм. Проводят аналитическую обработку каждого из параметров, которая может быть выполнена с использованием программно-аппаратных средств, включающую сравнение результатов измеренных показателей со значениями нормы для крупного рогатого скота, по итогам компьютерная система формирует вывод о текущем функциональном состоянии печени с возможным диагнозом гепатопатологии, либо отсутствии отклонений в полученных результатах. В случае выявления нарушений выдаются рекомендации по лечению конкретного гепатопатологического состояния у животного.
В таблице приведены данные исследований, характеризующие эффективность заявляемого способа оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота и системы для реализации способа, проведенных при диспансеризации поголовья в животноводческом хозяйстве. Была реализована диагностика 300 голов крупного рогатого скота, по 100 животных в группе (1 - контрольная, 2 опытная - пример 1 и 3 опытная - пример 2). В качестве контрольного аналога использовали общепринятый способ лабораторной оценки функционального состояния печени животных путем измерения в сыворотке крови АлАТ, АсАТ, ЩФ, общего билирубина и белка.
Из приведенных данных видно, что использование заявляемого способа приводит к значительному повышению эффективности диагностики состояния печени крупного рогатого скота. В контрольной группе (ближайший аналог) на 6-8% была ниже эффективность именно ранней диагностики гепатопатологии, поскольку классифицировать у животных синдром печеночно-клеточной недостаточности в практической ветеринарии наиболее сложно.
Таким образом, использование заявляемого способа позволяет достичь заданный технический результат: повысить качество оценки функционального состояния печени крупного рогатого скота, за счет большей информативности и точности диагностики, что позволяет своевременно начать лечение и предотвратить гибель животного.