CC BY
7
УДК 619: 636.2.034:616-008.9-097.5
АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Киреев И.В.1 - доцент, профессор, Оробец В.А.1 - профессор, заведующий кафедрой терапии и фармакологии, Пьянов Б.В.2 - главный ветеринарный врач
1ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет»
2ООО «Хлебороб»
Ключевые слова: антиоксидантная система, коровы, свободнорадикальное окисление, ферменты, перекисное окисление липидов
Keywords: antioxidant system, cows, free radical oxidation, enzymes, lipid peroxidation
Молочное скотоводство является одним из важнейших и наиболее интенсивно развивающихся секторов отечественного агропромышленного
комплекса. Современные технологии, применяемые в отрасли, предполагают использование высокопродуктивных
животных, для эффективного
использования которых необходимы соответствующие условия кормления, содержания и высокий уровень ветеринарного обеспечения. Высокая продуктивная нагрузка, часто находящаяся на грани физиологических возможностей животных, и концентратные типы рационов, богатых белковыми
компонентами, на сегодняшний день рассматриваются в числе основных этиологических факторов нарушения внутреннего гомеостаза, а, соответственно, и развития ряда патологий внутренних органов и систем организма [5, 13]. Проведение исследований, направленных на выявление причин нарушения обмена веществ и их влияния на заболеваемость крупного рогатого скота, а также разработка инновационных научно-обоснованных решений в области их диагностики, профилактики и лечения, являются актуальными задачами ветеринарной науки.
Свободнорадикальные процессы, постоянно протекающие в организме млекопитающих, выполняют множество важных функций. При возникновении ряда неблагоприятных факторов, таких как
стресс [6], инфекции [8], воспаление [3], дисбаланс биологически активных веществ [11] и множества других факторов, свободнорадикальное окисление
приобретает патологическое течение и является пусковым механизмом в развитии большого спектра заболеваний [1]. Из литературных данных известно, что многие болезни крупного рогатого скота, в том числе значимые в экономическом плане, такие как маститы [12], эндометриты [7], эндокринные нарушения [7], гепатопатии [4], развиваются, в том числе, вследствие окислительного стресса.
За баланс в течении свободнорадикальных реакций в организме отвечает система
антиоксидантной защиты, имеющая многоуровневую многокомпонентную структуру, состоящую из ферментативных и неферментативных факторов. От состояния ее функциональной активности во многом зависит качество окислительно-восстановительных процессов [2]. Исходя из этого, на наш взгляд, большой научный интерес представляет изучение
антиоксидантного статуса продуктивных животных в зависимости от технологических и физиологических аспектов в условиях промышленного молочного скотоводства.
Целью данной работы явилось определение параметров системы антиоксидантной защиты крупного рогатого скота молочного направления продуктивности в различные периоды
эксплуатации.
Материал и методы
исследований. Исследования выполнены на базе кафедры терапии и фармакологии, научно-диагностического и лечебно-ветеринарного центра Ставропольского ГАУ и молочно-товарного комплекса ООО «Хлебороб» Петровского района Ставропольского края. В эксперименте использовали четыре группы коров ярославской голштинизированной породы в различных физиологических состояниях по пятнадцать голов в каждой, подобранных с учетом принципа парных аналогов (в каждой группе распределялось одинаковое количество животных одного возраста, а также учитывались показатели продуктивности). Возраст животных составлял 4-5 лет, а средний удой за лактацию - 8870 кг. В первой группе находились животные за 30 суток до предполагаемых родов, во второй - коровы на 30-е сутки лактации, в третьей - 150-е сутки лактации и в четвертой - 260-е сутки, соответственно. В крови при помощи спектрофотометра UNICO 2800 (United products & Instruments, США) определяли активность
глутатионпероксидазы и
супероксиддисмутазы, уровень
восстановленного глутатиона,
концентрацию диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в соответствии с Методическими положениями по изучению процессов
свободнорадикального окисления и системы антиоксидантной защиты организма [9]. Кровь получали из хвостовой вены с использованием вакуумных систем S-Monovette с консервантом (К3ЭДТА) (Sarstedt AG&Co., Германия). Статистическую обработку полученных данных
производили при помощи персонального компьютера и пакета прикладных программ «STATISTICA 6.0» («Stat-Soft», США).
Результат исследований. При
анализе результатов лабораторного исследования крови (Таблица 1) установлено, что у всех обследованных животных показатели активности ферментов, составляющих основу ферментативного звена антиоксидантной системы защиты организма, были в пределах значений, находящихся значительно ниже пороговых референсных показателей для данного вида животных. И, наоборот, концентрация продуктов перекисного окисления липидов превышала физиологический уровень.
Таблица 1 - Показатели антиоксидантного статуса коров, n=15
Группа ГПО, мкМ G-SH/л мин103 СОД, ед. акт./мг Нв Глутатион, ммоль/л ДК, ед. опт. пл. / мг липидов МДА, мкмоль/л
1 6,73±0,34* 0,60±0,03*v 0,22±0,02 0,54±0,03*v 1,46±0,09*
2 5,17±0,26v 0,51±0,03v 0,18±0,02v 0,69±0,04v 1,97±0,11v
3 6,38±0,42* 0,62±0,04*v 0,19±0,02v 0,59±0,04v 1,67±0,08*v
4 7,19±0,29* 0,74±0,03* 0,26±0,02* 0,42±0,03* 1,25±0,10*
*Р<0,05 - Разница между данной и второй группой статистически достоверна; УР<0,05 - Разница между данной и четвертой группой статистически достоверна
Активность глутатионпероксидазы (ГПО) была наиболее низкой у коров из второй группы, а ее уровень статистически достоверно отличался от установленного в первой группе на 30,1 %, в третьей группе - на 23,4 % и в четвертой группе - на 39,1 %, соответственно. При этом следует отметить, что наиболее высокие значения
по данному показателю зафиксированы у коров из четвертой группы. Они превышали средние цифры, определенные в первой группе, на 6,4 % и во второй группе - на 11,3 %.
При расчете уровня
супероксиддисмутазы отмечено, что во второй группе ее средние значения были
наименьшими и статистически достоверно отличались от первой группы на 17,6 %, от третьей - на 21,6 % и от четвертой - на 45,1 %, соответственно. Также, имела место быть достоверная разница, при которой этот параметр в четвертой группе был выше по сравнению с первой группой на 18,9 % и с третьей - на 16,2 %.
Глутатион считается одним из основных антиоксидантных факторов в организме, по сути, от которого зависит окислительно-восстановительный баланс [9]. В эксперименте нами определен уровень восстановленного глутатиона (Глутатион) в крови коров в различные периоды эксплуатации. В процессе этого установлено, что у животных на 3 0-е сутки лактации концентрация данного трипептида наиболее низкая по сравнению с другими этапами продуктивного использования. Так, во второй группе анализируемый показатель был ниже, чем у коров в середине сухостойного периода на 22,2 %, по сравнению с животными в 150-е сутки лактации - на 5,6 % и по сравнению с животными в 260-е сутки лактации - статистически достоверно ниже на 44,4 %, соответственно. Следует отметить, что у коров в конце лактации антиоксидантный статус был выше по сравнению с остальными и уровень глутатиона, соответственно, тоже. Данные, после статистической обработки, указывают на то, что в четвертой группе этот маркер был выше, чем в первой на 15,4 % и достоверно выше, чем в третьей -на 26,9 %.
Известно, что увеличение функциональной активности
ферментативного звена системы антиоксидантной защиты организма может быть связано с прооксидантным эффектом в ответ на интенсификацию свободнорадикальных процессов. Для того, чтобы уточнить - связано ли изменение уровня глутатионпероксидазы и супероксиддисмутазы с окислительным стрессом или, наоборот, обусловлено депрессией антиоксидантных факторов в организме коров в различные физиологические периоды, мы определяли
концентрацию продуктов перекисного окисления липидов.
Данные лабораторного анализа указывают на то, что концентрация диеновых конъюгатов (ДК) в крови молочного скота была наиболее высокой через месяц после начала лактации и превышала значения данного показателя у животных в середине лактации на 14,5 %, а также статистически достоверно была выше чем сухостойный период и в конце лактации на 21,7 % и 39,1 %, соответственно. Также установлена достоверная разница в значениях при которой уровень данного метаболита в четвертой группе был ниже на 28,6 %, по сравнению с первой группой, и на 40,5 %, по сравнению с третьей.
Уровень малонового диальдегида в крови коров из второй группы был на статистически достоверном уровне выше по сравнению с первой группой на 25,9 %, а также по сравнению с третьей - на 15,2 % и с четвертой - на 36,5 %, соответственно. В тоже время, в четвертой группе содержание анализируемого продукта было значительно меньше (на 16,8 %) относительно первой группы и достоверно меньше (на 33,6 %) -относительно третьей группы.
Заключение. Таким образом, подводя итог проведенному эксперименту, можно заключить, что антиоксидантный статус организма высокопродуктивного крупного рогатого скота молочного направления на всем протяжении эксплуатации находится на низком функциональном уровне. На наш взгляд, это обусловлено напряженностью метаболизма вследствие повышенной потребности в основных элементах обмена веществ и особенностями технологии производства молока, предполагающей однотипные рационы с превалированием концентратных компонентов. Учитывая результаты проведенных исследований, мы считаем, что наиболее сложным периодом в технологическом цикле молочного скотоводства в отношении обменных процессов в целом и системы антиоксидантной защиты в частности
являются первые месяцы лактации. Именно с началом молокоотдачи и связанным с этим изменением внутреннего гомеостаза в организме животных может происходить изменение качественных и количественных показателей в
свободнорадикальном окислении. Также отмечено, что на протяжении лактации, вероятно, происходят приспособительные процессы у коров и достоверно повышается антиоксидантный статус, начиная со второй ее половины. При этом с нарастанием сроков беременности отмечается интенсификация перекисного окисления и снижение активности ферментативных факторов
антиоксидантной защиты. Это указывает на необходимость мониторинга
антиоксидантного статуса коров в наиболее напряженные физиологические периоды, в том числе это целесообразно выполнять в процессе плановых диспансеризаций, а также дает основание говорить об актуальности
усовершенствования методов диагностики, профилактики и лечения обозначенной патологии.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Беляева, Н. Ю. Изучение метаболического статуса коров на фоне применения профилактических препаратов / Н. Ю. Беляева, А. И. Ашенбреннер, Ю. А. Чекункова, Ю. А. Хаперский // Вестник НГАУ. - 2019. - № 3 (52). - С. 7481.
2. Владимиров, Ю. А. Свободные радикалы и антиоксиданты / Ю. А. Владимиров // Вестник Российской академии медицинских наук. - 2005. - № 7. - С. 43.
3. Глухов, А. А. Показатели окислительного стресса и антиоксидантной защиты как критерии качества лечения хронического экспериментального остеомиелита / А. А. Глухов, Е. В. Микулич, Н. Т. Алексеева, А. П. Остроушко // Новости хирургии. - 2013. - Т. 21. - № 6. -С. 10-16.
4. Денисенко, Т. С. Влияние димикара на динамику показателей крови,
характеризующих функциональное
состояние печени / Т. С. Денисенко // Вестник АПК Ставрополья. - 2018. - № 1 -(29). - С. 34-38.
5. Иль, Е. Н. Интенсивность обменных процессов в организме высокопродуктивных коров / Е. Н. Иль, М. В. Заболотных // Вестник НГАУ. -2019. - №2 (51). - С. 75-81.
6. Киреев, И. В. Динамика показателей оксидативного статуса у кроликов (Oryctolagus сишси1ш 1.) при моделировании технологического стресса и его фармакологической коррекции / И. В. Киреев, В. А. Оробец, Т. С. Денисенко, Д. А. Зинченко // Сельскохозяйственная биология. - 2019. -Т. 54. - № 4. - С. 767-776.
7. Нежданов, А. Г. Патогенетическое значение окислительного стресса в проявлении патологии беременности и послеродовых метра-овариопатий у молочных коров / А. Г. Нежданов, В. А. Сафонов, И. Ю. Венцова, К. А. Лободин // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2016. - № 4 (51). - С. 6168.
8. Петренко, Т. С. Состояние свободнорадикального окисления у пациентов с рецидивирующими инфекциями верхних дыхательных путей / Т. С. Петренко, И. А. Новикова // Проблемы здоровья и экологии. - 2011. -№ 3 (29). - С. 18-22.
9. Рецкий М.И., Шабунин С. В., Близнецова Г. Н. [и др.] Методические положения по изучению процессов свободнорадикального окисления и системы антиоксидантной защиты организма / М. И. Рецкий, С. В. Шабунин, Г. Н. Близнецова [и др.] - Воронеж, 2010. -69 с.
10. Толпыгина, О. А. Роль глутатиона в системе антиоксидантной з ащ иты (обзор) / О. А. Толпыгина // Бюллетень ВосточноСибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. - 2012. - №22 (84). - С. 178-180.
11. Трегубова, Н. В. Взаимосвязь
прооксидантно-антиоксидантной системы с продуктивностью сельскохозяйственных животных / Н. В. Трегубова, И. С. Исмаилов, М. А. Ткаченко // Вестник АПК Ставрополья. - 2016. - № 3 (23). - С. 116-121.
12. Шабунин, С.В. Ветеринарные аспекты решения проблемы метрит-мастит-агалактия свиноматок
/ С. В. Шабунин, А. Г. Нежданов, В. Н. Коцарев, Л. В. Ческидова //
Достижения науки и техники АПК. - 2013. - №9. - С. 62-65.
1 3 . Шушарин, А. Д. Оценка иммунологической реактивности и функционального состояния эндокринной системы высокопродуктивных коров в условиях техногенного загрязнения / А. Д. Шушарин, Н. В. Садовников, С . Г . Сайко // Аграрный вестник Урала. -2019. - №5 (184). - С. 67-70.
АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ В РАЗЛИЧНЫЕ
ПЕРИОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Киреев И.В., Оробец В.А., Пьянов Б.В.
Резюме
В статье приведены результаты изучения антиоксидантного статуса у высокопродуктивных коров молочного направления в различные периоды эксплуатации. Изучен уровень активности глутатионпероксидазы, супероксиддисмутазы, восстановленного глутатиона в крови, а также концентрация диеновых конъюгатов и малонового диальдегида. Установлено, что у животных на протяжении всего технологического цикла наблюдается низкая активность ферментативного звена и высокая концентрация продуктов перекисного окисления липидов. Наиболее критическим периодом, характеризующимся депрессией антиоксидантной защиты и интенсификацией свободнорадикального окисления, определен начальный этап лактации. Во второй половине лактации отмечается повышение функционального состояния антиоксилительных механизмов в организме крупного рогатого скота, а с нарастанием сроков беременности в сухостойный период - уменьшение.
ANTIOXIDANT STATUS OF HIGHLY PRODUCTIVE COWS DURING DIFFERENT
OPERATION PERIODS
Kireev I.V., Orobets V.A., P'yanov B.V.
Summary
The article presents the results of studying the antioxidant status of highly productive dairy cows in different periods of operation. The level of activity of glutathione peroxidase, superoxide dismutase, glutathione in the blood, as well as the concentration of diene conjugates and malondialdehyde were studied. It has been established that in animals throughout the entire technological cycle there is a low activity of the enzymatic unit and a high concentration of lipid peroxidation products. The most critical period, characterized by depression of antioxidant protection and intensification of free radical oxidation, is the initial stage of lactation. In the second half of lactation, there is an increase in the functional state of antioxidant mechanisms in the body of cattle, and with an increase in the duration of pregnancy in the dry period, a decrease.
