CC BY
25
УДК / UDC 636.2.087.73:582.998.2:612.015.3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛОПУХА ВОЙЛОЧНОГО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО И АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСОВ У КОРОВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
APPLICATION OF ARCTICUM LAPPA FOR MAINTAINING MINERAL AND ANTIOXIDANT STATUS OF COWS UNDER THE CONDITIONS OF THE INDUSTRIAL COMPLEX
Ярован Н.И.*, доктор биологических наук, профессор Yarovan N.I., Doctor of Biological Sciences, Professor Власов B.B., аспирант Vlasov V.V., Postgraduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орёл, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
*E-mail: n.yarovan@yandex.ru
По современным представлениям индустриальные технологии ведения молочного скотоводства связаны с воздействием на организм животных ряда стресс-факторов, что сопровождается избыточной активацией свободнорадикальных процессов, ингибирование которых определяется работой всех составляющих антиоксидантной системы. Для предотвращения истощения механизмов антиоксидантной защиты требуется использование ряда нутриентов, в том числе и содержащихся в лопухе войлочном. Для оценки влияния лопуха войлочного на биохимический статус высокопродуктивных коров в стрессогенных условиях промышленного комплекса были сформированы 2 группы (контрольная и опытная) - по 5 особей в каждой. Коровам опытной группы в течение 30 дней дополнительно к основному рациону добавляли в качестве средства адаптогенного действия 20% водный настой листьев и корня лопуха войлочного в расчете 60 мл на 100 кг веса. Анализ показателей минерального обмена у высокопродуктивных коров в стрессогенных условиях промышленного комплекса показал положительное влияние на них лопуха войлочного. Так, к 30 дню эксперимента установлено увеличение содержания в сыворотке крови кальция на 47,3%, натрия - на 41,1%, калия - на 48,9%, магния - на 30,8%. В содержании микроэлементов также установлена положительная тенденция при использовании в кормлении лопуха войлочного. К концу эксперимента увеличилась концентрация меди, железа, цинка, кобальта на 30,2%; 27,7%; 32,8%; 24% соответственно. При использовании в кормлении коров настоя лопуха войлочного отмечено существенное снижение индикатора уровня свободнорадикального окисления - малонового диальдегида (на 20,7%) и повышение в крови концентрации антиоксиданта - церулоплазмина (на 45,2%). Этот факт позволяет рассматривать препараты на основе лопуха войлочного в качестве антиоксидантно-адаптогенного средства для высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса.
Ключевые слова: лопух (Arctium lappa), антиоксиданты, молочное скотоводство, промышленное содержание, препараты адаптогенного действия, минеральный статус.
According to modern concepts, industrial technologies of dairy cattle breeding are associated with the impact of a number of stress factors on the animal organism, which is accompanied by excessive activation of free radical processes, the inhibition of which is determined by the operation of all components of the antioxidant system. To prevent the depletion of antioxidant protection mechanisms the use of a number of nutrients, including those contained in arcticum lappa is required. To assess the impact of arcticum lappa on the biochemical status of highly productive cows under stressful conditions of the industrial complex, 2 groups of animals were
formed (control and experimental) - 5 animals in each group. For 30 days in addition to the basic diet, cows of the experimental group were fed with 20% aqueous infusion of leaves and roots of arcticum lappa in dosage of 60 ml per 100 kg of body weight as a means of adaptogenic action. The analysis of mineral metabolism indicators of highly productive cows under stressful conditions of the industrial complex showed a positive effect of arcticum lappa infusion on them. By the 30th day of the experiment, an increase in serum calcium by 47.3%, sodium - by 41.1%, potassium - by 48.9%, magnesium - by 30.8% was found. The content of trace elements also showed a positive trend when using arcticum lappa in feeding. By the end of the experiment, the concentration of copper, iron, zinc, cobalt increased by 30.2%; 27.7%; 32.8%; 24% respectively. During feeding cows with arcticum lappa infusion, a significant decrease of the level of free radical oxidation - malondialdehyde (by 20.7%) in the indicator and the increase of the antioxidant - ceruloplasmin (by 45.2%)in blood concentration were noted. This fact allows us to consider preparations based on burdock felt as an antioxidant adaptogenic agent for highly productive cows in an industrial complex.
Key words: Arctium lappa, antioxidants, dairy cattle breeding, industrial content, adaptogenic drugs, mineral status.
Введение. Перевод молочного скотоводства на промышленную основу привел к увеличению числа стресс-факторов, негативно воздействующих на организм животного. Промышленное содержания коров связано с нарушением параметров микроклимата, гиподинамией, гипоксией, алиментарным стрессом и стрессом, в связи с вакцинацией, перегруппировкой и перемещением животных. Все это негативно влияет на опорно-двигательный аппарат, физиологические функции сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других систем организма. Индикатором стресс-реакции является усиление процессов свободнорадикального окисления, проявляющееся в увеличении продуктов перекисного окисления липидов, в том числе малонового диальдегида и сопровождающееся нарушениями в минеральном обмене [3, 7, 8].
Для корректировки названных нарушений используются препараты, как синтетические, так и на основе растительного сырья. Применение растений в качестве адаптогенов возможно вследствие высокого сродства с компонентами клеток животного организма, малой токсичности, широкому распространению в природе, что делает их относительно дешевыми [4, 7, 8]. Несомненно, механизм действия определяется химическим составом фитопрепарата. В наших исследованиях в качестве основы подобного препарата был взят лопух войлочный.
Современными научными исследованиями выявлены ряд свойств лопуха войлочного перспективных в терапевтической практике и использующихся с давних пор в народной медицине и ветеринарии. В качестве препаратов лечебного действия используют водные настои, отвары, масляный настой листьев лопуха (репейное масло). Растение улучшает состояние минерального обмена, предупреждает возникновение атеросклероза; обладает антиоксидантными свойствами [1, 6]. Корни лопуха используют в качестве гепатопротекторов. Экспериментальными исследованиями показано положительное терапевтическое воздействие растения при язвенном колите. Корни лопуха обладают пробиотическими свойствами. В корнях и листьях растения присутствует K, Ca, Na, Mn, Fe, Mg, витамины группы B, витамины E и С, биофлавоноиды и каротиноиды, что обуславливает его сильное биологически-активное действие [2, 5, 7].
Целью работы являлось изучение показателей антиоксидантного и минерального статусов у высокоудойных коров при адаптации к промышленной
технологии содержания и разработка способа их нормализации с использованием препарата на основе лопуха войлочного.
Условия, материалы и методы. В первой части эксперимента антиоксидантные свойства растения изучали в модельной системе перекисного окисления липидов в модификации Н.И. Ярован и H.A. Комиссаровой. Исследования проводили на кафедре биохимии и кормления животных Орловского ГАУ имени Парахина, по следующей схеме: из промытых, высушенных в закрытом от солнечных лучей помещении, корней и листьев лопуха войлочного путем измельчения до порошкообразной формы получали сырье, которое смешивали с дистиллированной водой, настаивали двое суток. Из него готовили 5 препаративных форм с различной концентрацией: 5%; 10%; 20%; 30%; 40%. Для приготовления модельной системы в смесь спиртового раствора лецитина с дистиллированной водой добавляли перекись водорода и настаивали 48 часов при температуре 37°C. В каждую модельную систему, кроме контрольной, впрыскивали по 0,05 мл различной препаративной формы лопуха войлочного и оставляли на водяной бане (при температуре 37°C) - 15 минут. Уровень свободнорадикального окисления определяли по содержанию малонового диальдегида, концентрацию которого выявляли по реакции с тиобарбитуровой кислотой.
Вторую часть эксперимента проводили на базе животноводческого комплекса «Сабурово» Орловской области на черно-пестрых голштинизированных коровах 3-й недели стельности.
Результаты первой части эксперимента показали, что наибольшей антиоксидантной активностью обладают 10 и 20% настои лопуха войлочного, наименьшей - 30% настой. Применение 40% настоя привело к повышению степени свободнорадикального окисления, что может объясняться фактом проявления свободнорадикальной активности антиоксидантами при их избыточной концентрации.
Во второй части эксперимента предварительно проводили общую оценку биохимического статуса коров, содержащихся в стрессогенных условиях промышленного комплекса. Так, было установлено существенное повышение свободнорадикальной активности, являющееся одной из важных характеристик развития стресс-реакции, отмечены также нарушения в минеральном обмене.
Для оценки влияния лопуха войлочного на биохимический статус высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса были сформированы 2 группы (контрольная и опытная) - по 5 особей в каждой. Коровам опытной группы в течение 30 дней дополнительно к основному рациону добавляли в качестве средства адаптогенного действия 20% водный настой листьев и корня лопуха войлочного в расчете 60 мл на 100 кг веса. Кровь для эксперимента забирали утром до кормления из подхвостовой вены.
Минеральные вещества выполняют огромную роль в осуществлении пластических процессов, способствуют поддержанию кислотно-основного баланса, нормализуя при этом водно-солевой обмен и состав крови. В обмене любого минерального элемента нельзя не учитывать перемещение его из неорганической в органическую форму соединений. При участии минеральных элементов, таких как железо, цинк, кобальт, медь, сложные органические соединения обладают биологической активностью. Для проявления каталитической активности ферментам требуются минеральные кофакторы, чаще всего ими служат ионы металлов (Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Co2+).
Результаты и обсуждение. Состояние минерального обмена оценивали по концентрации данных ионов. Анализ показателей минерального обмена у выскопродуктивных коров в стрессогенных условиях промышленного комплекса показал положительное влияние на них лопуха войлочного (рис. 1). Так, к 30 дню эксперимента установлено увеличение содержания в сыворотке крови кальция на 47,3%, калия - на 48,9%, магния - на 30,8%.
2,5-3,13 Са, ммоль/л
2,8-4,5 К, ммоль/л Контроль (п=5)
1 день
0,82-1,23 Мд, ммоль/л
2,5-3,13 Са, ммоль/л
2,8-4,5 К, ммоль/л ЛВ (п = 5)
0,82-1,23 Мд, ммоль/л
10 день 20 день 30 день
Рисунок 1 - Состояние макроэлементного (Са, К, Мд) обмена у коров в условиях промышленного комплекса при использовании 20% настоя лопуха войлочного дополнительно к основному рациону
Согласно рис. 2 на 30 день эксперимента концентрация натрия в крови животных увеличилась на 41,1%.
160 140 120 100 80 60 40 20 0
1 день 10 день
о Контроль (п=5), ммоль/л
20 день □ ЛВ (п=5), ммоль/л
30 день
Рисунок 2 - Концентрация натрия (Ыа) в крови коров при использовании 20%
настоя лопуха войлочного
В содержании микроэлементов также установлена положительная тенденция при использовании в кормлении лопуха войлочного (рис. 3). К концу эксперимента увеличилась концентрация меди, железа, цинка, кобальта на 30,2%; 27,7%; 32,8%; 24% соответственно.
50 45 40 35 30 25 20 15 10
14,16-17,31 17,9-28,6 46,2-77 0,51-0,85 14,16-17,31 17,9-28,6 46,2-77 0,51-0,85
Си, Ре, гп, Со, Си, Ре, гп, Со,
мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л мкмоль/л
Контроль (п=5)
1 день
10 день 20 день □ 30 день
ЛВ (п = 5)
Рисунок 3 - Состояние микроэлементного (Си, Ре, 7п, Со) обмена у коров в условиях промышленного комплекса при использовании 20% настоя лопуха войлочного дополнительно к основному рациону
По современным представлениям воздействие на организм животных стресс-факторов сопровождается избыточной активацией свободнорадикальных процессов [7, 8], ингибирование которых определяется работой всех составляющих антиоксидантной системы. Для предотвращения истощения механизмов антиоксидантной защиты требуется использование ряда нутриентов антиоксидантного действия, в том числе и содержащихся в лопухе войлочном.
Состояние антиоксидантной системы оценивали по концентрации антиоксиданта - церулоплазмина и свободного радикала - малонового диальдегида, результаты представлены на рис. 4.
1,6 1,4 1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2 0
1 день
10 день
20 день
30 день
□ Контроль (п=5) ЦП, мкмоль/л □ Контроль (п=5) МДА, мкмоль/л □ЛВ (п = 5) ЦП, мкмоль/л пЛВ (п = 5) МДА, мкмоль/л
Рисунок 4 - Показатели антиоксидантного статуса организма коров при использовании в кормлении лопуха войлочного
Из рисунка 4 видно, что при использовании в кормлении коров настоя лопуха войлочного отмечено существенное снижение индикатора уровня свободнорадикального окисления - малонового диальдегида (на 20,7%) и повышение в крови концентрации антиоксиданта - церулоплазмина (на 45,2%). Этот факт позволяет рассматривать препараты на основе лопуха войлочного в качестве антиоксидантно-адаптогенного средства для высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса.
Выводы. Применение препарата на основе лопуха войлочного высокоудойным коровам, содержащимся в условиях промышленного комплекса, оказывает положительное влияние на антиоксидантный и минеральный статусы в процессе адаптации к промышленному стрессу, что проявляется в значительном росте активности антиоксиданта церулоплазмина и снижении значений малонового диальдегида, а также нормализации содержания макро- и микроэлементов в организме животных. Вышеперечисленное говорит о комплексном влиянии препарата на основе лопуха войлочного на состояние организма и здоровье животного, что в целом положительно сказывается на продуктивности и повышает эффективность отрасли [7, 8].
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Kazunori Takemoto. Effect of Aspergillus awamori-Fermented Burdock Root on Mouse Diabetes Induced by Alloxan - Prevention of Cell Apoptosis // Food and Nutrition Sciences. 2014. № 5. P. 1554-1560.
2. Behboud Jafari. Influence of Malvasilvestris and great burdock on performance, carcass quality and blood parameters in male broiler chickens // Annals of Biological Research. 2011. № 2 (6). P. 506-509.
3. Ethanolic extract of roots from Arctium lappa L. accelerates the healing of acetic acid-induced gastric ulcer in rats: Involvement of the antioxidant system // Food and chemical toxicology. Vol. 51. January 2013. P. 179-187.
4. Rosane de Figueiredo Neves. Effect of an Arctium lappa (Burdock) Extract on the Labeling of Blood Constituents with Technetium-99m and on the Morphology of the Red Blood Cells // Brazilian archives of biology and technology. Vol.50. Special Number. September 2007. P. 167-174.
5. Дерюшева О.В. Пищевые и биологически активные вещества свежих черешков лопуха // Техника и технология пищевых производств. 2011. № 3 (22). С. 22-25.
6. Величко В.В. Элементный состав листьев, корней и экстрактов лопуха войлочного // Медицинские и фармацевтические науки. 2011. № 5. С. 17.
7. Ярован Н.И. Биохимические аспекты оценки, диагностики и профилактики технологического стресса у сельскохозяйственных животных: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Москва, 2008. 48 с.
8. Ярован Н.И., Гуськов A.M. Физиологические аспекты производства продуктов животноводства // Использование научного потенциала вузов в решении проблем научного обеспечения сельскохозяйственного производства: материалы всероссийской научно-практической конференции. Орел, 2000. С. 133.
