Динамика активации яичников в послеотельный период у голштинских коров-первотелок с разной репродуктивной способностью

Лебедева И.Ю.; Митяшова О.С.; Соломахин А.А.; Монтвила Е.К.; Смекалова А.А.

7. Мясные качества чёрно-пёстрого и симментальского скота / В.И. Косилов, Г.М. Заикин, Э.Р. Муфу-залов и др. - Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2006. - С. 35-41, 113-120.

8. Левахин В.И., Саркенов Б.А., Переваримость и использование питательных веществ рационов бычками чёрно-пёстрой породы и её помесями с герефордами и абердин-ангусами // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2015. - С. 125-126.

List of used sources

1. Heins B. J., Hansen L.B., Seykora A.J. Crossbreds of Normande-Holstein, Mntbeliarde-Holstein, and Scandinavian Reds-Holstein compared with the first service concept. J. Dairy Sci. - 2005 p. - 88 (Suppl. 1): 93.

2. Heins B. J., Hansen L. B., Seykora A.J. Crossbreds of Normande-Holstein, Montbeliarde-Holstein, and Scandinavian Red-Holstein compared to Holsteins for dystocia and stillbirths. J. Dairy Sci. - 2005 b.- 88 (Suppl. 1): 93.

3. Heins B.J. & Hansen, L.B. Short communication: Fertility, Homtein, and Scandinavian Red x Holstein crossbreds versus pure Holsteins during their first 5 lactations // Journal of Dairy Science. - 2012. - Vol. 95. - Pp. 918-924.

4. Teltsov L.P., Nikishov V.N., Kudakov N.A. Characteristics of critical phases of cattle development // Herald of Veterinary Medicine. - 1998. - № 9. - p. 45 - 52.

5. Drickamer L.C., Vessey S.H. Animal Behavior: Concepts, Processes and Methods // Wadsworth Publ. Co., Belmont, Calif. - 1996. - 619 p.

6. Wilson E.O. The Social Conquest of Earth. New York. Liveright Publishing Corporation. - 2012. - 330 p.

7. Meat qualities of black-motley and Simmental cattle / V.I. Kosilov, G.M. Zaikin, E.R. Mufuzalov et al. -Orenburg: OSAU Publishing Center, 2006. - P. 35-41, 113-120.

8. Levakhin, VI, Sarkenov, BA, Digestibility and nutrient utilization of diets by gobies of the black-and-white breed and its mixtures with Herefords and Aberdeen-Anguses // News of the Orenburg State Agrarian University. -2015.- P. 125-126.

УДК 636.2:591.1

ДИНАМИКА АКТИВАЦИИ ЯИЧНИКОВ В ПОСЛЕОТЕЛЬНЫЙ ПЕРИОД У ГОЛШТИНСКИХ КОРОВ-ПЕРВОТЕЛОК С РАЗНОЙ РЕПРОДУКТИВНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ*

ЛЕБЕДЕВА И.Ю.,

доктор биологических наук, главный научный сотрудник, руководитель лаборатории биологических проблем репродукции животных, ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»; e-mail: [email protected].

МИТЯШОВА ОС.,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биологических проблем репродукции животных, ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»; e-mail: [email protected].

СОЛОМАХИН А.А.,

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биологических проблем репродукции животных, ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», e-mail: [email protected].

МОНТВИЛА Е.К.,

младший научный сотрудник лаборатории биологических проблем репродукции животных, ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» e-mail: [email protected].

СМЕКАЛОВА А.А.,

младший научный сотрудник лаборатории биологических проблем репродукции животных, ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста»; e-mail: [email protected].

*Работа выполнена по государственному заданию № 0600-2018-0016 (рег. ЦИТиС № АААА-А18-118021990006-9).

Реферат. Проведено сравнительное исследование изменений в крови уровней половых стероидных гормонов, связанных с активацией яичников, в динамике послеродового периода у голштинских коров-первотелок с разной репродуктивной способностью. Все животные были поделены на три группы: с сервис-периодом менее 100 сут. (группа 1), с сервис-периодом более 100 сут. (группа 2) и животные, оставшиеся бесплодными в течение 1 года после отела (группа 3). При проведении исследований не было выявлено существенных различий в содержании эстрадиола-17р в крови коров всех сравниваемых групп. Характер изменения содержания прогестерона в крови коров в послеродовой период был связан с их последующей репродуктивной способностью. В группе 1 достоверное повышение средней концентрации данного гормона наблюдали через 7 недель после отела (p < 0,01), тогда как в группах 2 и 3 сходное повышение этой концентрации было выявлено только к 13-й неделе (p < 0,001). Кроме того, через 3 недели после отела среднее содержание прогестерона приближалось к пороговому уровню (3,2 нмоль/л), соответствующему началу половой цикличности, только в группе с коротким сервис-периодом. Через 5 недель средняя концентрация прогестерона в крови превышала пороговое значение в 1-й и 3-й группах, при этом доля коров с высокой люте-альной активностью достигала, соответственно, 50 % и 25 %. В тот же период доля таких животных в группе 2 составляла только 12,5 %. К 7-й неделе после отела средняя концентрация прогестерона во всех трех группах соответствовала уровню возобновления лютеальной активности. Таким образом, у коров-первотелок голштинской породы более позднее восстановление полового цикла ассоциировано с последующим проявлением пониженной репродуктивной способности, в первую очередь, с удлинением сервис-периода.

Ключевые слова: коровы-первотелки голштинской породы, репродуктивная способность, половой цикл, прогестерон, эстрадио-17р.

DYNAMICS OF OVARIAN ACTIVATION DURING THE POSTPARTUM PERIOD IN HOLSTEIN FIRST-CALF COWS WITH DIFFERENT REPRODUCTIVE ABILITIES

LEBEDEVA I.Yu.,

doctor of Biological Sciences, Chief Researcher, Head of the Laboratory of Biological Problems of Animal Reproduction, e-mail: [email protected]._

MITYASHOVA OS.,

candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Biological Problems of Animal Reproduction, e-mail: [email protected].

SOLOMAKHIN A.A.,

candidate of Biological Sciences, Senior Researcher of the Laboratory of Biological Problems of Animal Reproduction, e-mail: [email protected].

MONTVILA E.K.,

junior Researcher of the Laboratory of Biological Problems of Animal Reproduction, e-mail: [email protected]. SMEKALOVA A.A.,

junior Researcher of the Laboratory of Biological Problems of Animal Reproduction L.K. Ernst Federal Science Center for Animal Husbandry; e-mail: [email protected].

Essay. A comparative study of changes in the blood levels of sex steroid hormones associated with ovarian activation in the dynamics of the postpartum period in Holstein first-calf cows with different reproductive abilities was performed. All animals were divided into three groups: with the open days period of less than 100 days (group 1), with the open days period of more than 100 days (group 2) and animals left infertile for 1 year after calving (group 3). The study did not reveal significant differences in the content of estradiol-17p in the blood of the cows of all the compared groups. The pattern of changes in the content of progesterone in the blood of cows during the postpartum period was associated with their subsequent reproductive ability. In group 1, a significant increase in the average concentration of this hormone was observed 7 weeks after calving (p <0.01), whereas in groups 2 and 3 a similar increase in this concentration was detected only by the 13th week (p <0.001). In addition, 3 weeks after calving, the average progesterone content was close to the threshold level (3.2 nmol/l), corresponding to the onset of sexual cyclicity, only in the group with the short open days period. After 5 weeks, the average concentration of progesterone in the blood exceeded the threshold value in the 1st and 3rd groups, with the proportion of cows with high luteal activity being reached, respectively, 50% and 25%. In the same period, the proportion of such animals in group 2 was only 12.5%. By the 7th week after calving, the average concentration of progesterone in all three groups corresponded to the level of resumption of luteal activity. Thus, in first-calf cows of Holstein breed, a later restoration of the sexual cycle is associated with the subsequent manifestation of a reduced reproductive capacity, primarily with the prolonged open days period.

Keywords: first-calf cows of the Holstein breed, reproductive ability, sexual cycle, progesterone, estradiol-17p.

Введение. Снижение плодовитости коров с высоким генетическим потенциалом молочной продуктивности, в первую очередь животных голштинской породы, обусловлено различными расстройствами воспроизводительной функции. Эти расстройства включают продолжительный послеродовой анэст-рус, нарушение или угнетение функции яичников, слабое проявление эструса, низкое качество ооцитов и эмбрионов, а также воспалительные заболевания половых органов [1, 2]. Ослабленная фертильность коров служит одной из причин их выбраковки, снижает срок хозяйственного использования животных и в конечном итоге приводит к экономическим потерям [3, 4].

В основе проблем воспроизводства коров молочного направления лежит сложное взаимодействие между репродуктивной и метаболической системами организма в послеотельный период [2, 5]. В ранний период лактации энергетические потребности животных резко возрастают, что приводит к формированию отрицательного энергетического баланса. Для его компенсации в организме коров активируется механизм адаптивного метаболизма, который включает мобилизацию эндогенных резервов (в первую очередь, жировых), экономичное расходование глюкозы и замедление обмена веществ [6, 7]. При этом большая часть метаболических потоков направлена на поддержание лактации в ущерб другим функциям [8]. В этих условиях способность животных к метаболической адаптации влияет на работу всех систем организма, в том числе репродуктивной.

Ранее нами было показано, что во вторую половину первого триместра лактации обмен веществ и его взаимосвязь с тиреоидным статусом голштин-ских коров-первотелок с длительным бесплодием при восстановленном половом цикле имеют ряд особенностей, которые могут оказывать негативное влияние на оплодотворяемость или сохранность ранней стельности [9]. Кроме того, в этот период гормональный статус таких коров характеризуется пониженным содержанием в крови прогестерона по сравнению с особями, ставшими стельными.

Целью представленной работы было сравнительное исследование изменения в крови уровней половых стероидных гормонов, связанных с активацией яичников, в динамике послеродового периода у коров-первотелок голштинской породы с разной репродуктивной способностью.

Материал и методика исследования. Работу проводили в 2016-2017 гг. на базе ФГУП ЭХ «Клё-ново-Чегодаево», поселение Клёновское, Москва. Объектом исследования служили коровы-первотелки голштинской породы со средним уровнем молочной продуктивности 6391 ± 182 кг за 305 сут. лактации. Коровы находились в условиях беспривязного содержания, рацион кормления соответствовал зоотехническим нормам.

В экспериментах использовали 26 животных, восстановивших половой цикл, что подтверждалось

проявлением признаков половой охоты и наличием доминантных фолликулов (>8 мм) и/или желтых тел в яичниках. Оценку функционального состояния яичников проводили методом ректального исследования и с помощью УЗИ сканера WED 300W с линейным датчиком 7,5 МГц через 7 недель после отела.

Через 1, 3, 5, 7 и 13 недель после отела у коров отбирали кровь из хвостовой вены с помощью вакуумной системы Apexlab («Hebei Xinle Sci&Tech Co., Ltd», Китай). После получения сыворотки образцы замораживали и хранили при - 20 °С для последующего определения концентрации половых стероидных гормонов. Через 12 месяцев после отела проводили оценку показателей воспроизводства (наличие стельности, сервис-период). На основании данных зоотехнического и племенного учета животных разделили на 3 группы в соответствии с показателями воспроизводства: с сервис-периодом менее 100 сут. (группа 1, n = 10), с сервис-период м более 100 сут. (группа 2, n = 8) и коровы, оставшиеся бесплодными (группа 3, n = 8).

Концентрацию эстрадиола-17р и прогестерона в сыворотке крови определяли методом иммунофер-ментного анализа (ИФА). Анализы проводили с использованием планшетного спектрофотометра Уни-план («Пикон», Россия) и коммерческих наборов реагентов согласно инструкции следующих фирм-производителей: эстрадиол-17р - ООО «Хема» (Россия), прогестерон - «НВО Иммунотех» (Россия). Чувствительность метода составляла 0,025 нмоль/л для эстрадиола-17р и 0,4 нмоль/л для прогестерона. Все анализы проводили в двух повторностях, коэффициент вариации внутри анализов не превышал 15 %.

Полученные данные по содержанию гормонов в крови обрабатывали методом однофакторного или двухфакторного дисперсионного анализа с повторными измерениями при помощи программы SigmaStat (Systat Software, Inc.). Данные выражали как средние значения ± стандартные ошибки. Достоверность различия сравниваемых средних значений оценивали с использованием критерия Тьюки (Tukey's test).

Результаты исследования. В течение первого триместра лактации был проведен мониторинг содержания половых стероидных гормонов в сыворотке крови коров-первотелок, восстановивших половой цикл к 7-й неделе после отела. Молочная продуктивность животных за первые 100 сут лактации достоверно не различалась между группами и составляла 2257±120, 2511±173 и 2543±121 кг в 1-й, 2-й и 3 -й группе, соответственно.

При проведении исследований не было выявлено существенных изменений среднего содержания эст-радиола-17р в крови коров разных групп в динамике послеродового периода (рисунок 1). Также не было обнаружено различий в этом содержании между сравниваемыми группами во все временные периоды после отела.

Рисунок 1 - Концентрация эстрадиола-17р в различные периоды после отела в крови коров-первотелок с разной репродуктивной способностью при восстановленном половом цикле

СП - сервис-период. (1) - Пороговый уровень прогестерона, соответствующий возобновлению лютеальной активности. Средние значения, помеченные разными буквами, показывают достоверные различия между временными периодами внутри группы (р < 0,05 - р < 0,001).

Рисунок 2 - Концентрация прогестерона в различные периоды после отела в крови коров-первотелок с разной репродуктивной способностью при восстановленном половом цикле

Таблица 1 - Частота лютеальной активации яичников в послеотельный период у коров с разной ре-

Период Доля коров с высокой концентрацией прогестерона в крови (> 3,2 нмоль/л)

группа 1 группа 2 группа 3

1 неделя после отела 0 0 0

3 недели после отела 1/10 (10,0%) 0 1/8 (12,5%)

5 недель после отела 5/10 (50%) 1/8 (12,5%) 2/8 (25,0%)

7 недель после отела 6/10 (60,0%) 4/8 (50,0%) 3/8 (37,5%)

13 недель после отела 9/10 (90,0%) 5/8 (62,5%) 6/8 (75,0%)

Характер изменения концентрации прогестерона в крови коров в послеродовой период был связан с их последующей репродуктивной способностью (рисунок 2). Среднее содержание прогестерона в крови животных всех трех групп было самым низким через 1-3 недели после отела. В группе 1 достоверное повышение средней концентрации гормона наблюдали через 7 недель после отела (p < 0,01), тогда как в группах 2 и 3 сходное повышение этой концентрации было выявлено только к 13-й неделе (p < 0,001).

Как известно, минимальное содержание прогестерона в крови голштинских коров, соответствующее началу половой цикличности, должно составлять не менее 1 нг/мл, т.е. около 3,2 нмоль/л [14]. В нашем исследовании через 3 недели после отела среднее содержание прогестерона приближалось к пороговому уровню только в группе с коротким сервис-периодом (рисунок 2), в которой выраженную активность желтого тела наблюдали у одной особи (таблица 1). Через 5 недель средняя концентрация прогестерона в крови превышала пороговое значение в 1-й и 3-й группах, причем доля коров с высокой лютеальной активностью достигала, соответственно, 50 % и 25 %. В тот же период доля таких животных в группе 2 составляла только 12,5 %. Через 7 недель после отела средняя концентрация прогестерона уже во всех трех группах соответствовала уровню возобновления лютеальной активности. К 13-й неделе у 9 из 10 коров первой группы была выявлена высокая концентрация прогестерона, при этом 8 животных уже находились на ранней стадии стельности. В то же время в группах 2 и 3, в которых коровы имели пониженную репродуктивную способность, доля животных с высокой лютеальной активностью составляла, соответственно, 62,5 % и 75 %.

Полученные нами результаты подтверждают данные других исследователей о том, что задерж-

ка первой овуляции у коров молочных пород является широко распространенным случаем дисфункции яичников, тормозящей восстановление полового цикла [10, 11]. Они также согласуются с существующим мнением о неблагоприятном влиянии аномальных овариальных циклов в ранний послеродовой период на показатели воспроизводства у коров голштинской породы [11]. Такой феномен мог бы быть следствием взаимосвязи между метаболическим стрессом, наблюдаемым на начальных стадиях лактации в условиях негативного энергетического баланса [2, 5, 7], и особенностями обмена веществ в период искусственного осеменения и ранней стельности [9]. Кроме того, задержка активации яичников и снижение репродуктивной способности коров, обусловленное низким качеством ооцитов, могут быть вызваны одними и теми же метаболическими нарушениями на ранних стадиях лактации, поскольку развитие ооци-тов от примордиальной стадии до овуляции занимает около 6 месяцев [12].

Выводы. Характер изменения содержания прогестерона в крови голштинских коров-первотелок в послеродовой период связан с их последующей репродуктивной способностью. У животных с сервис-периодом менее 100 сут. содержание прогестерона раньше достигает порогового уровня, соответствующего началу половой цикличности, чем у особей с сервис-периодом более 100 сут. или у особей с длительным бесплодием. Самая низкая скорость лютеальной активации яичников наблюдается у животных с длинным сервис-периодом. В целом, результаты нашего исследования свидетельствуют о том, что у коров-первотелок голштинской породы более позднее восстановление полового цикла ассоциировано с последующим проявлением пониженной репродуктивной способности, в первую очередь, с удлинением сервис-периода.

Список использованных источников

1. Dobson H., Smith R.F., Royal M.D. et al. The high producing dairy cow and its reproductive performance // Reprod. Domest. Anim. - 2007. - Vol. 42 - No. 2. - P. 17-23.

2. Wathes D.C. Mechanisms linking metabolic status and disease with reproductive outcome in the dairy cow // Reprod. Domest. Anim. - 2012. - Vol. 47. - Suppl. 4. - P. 304-312.

3. Hare E., Norman H.D., Wright J.R. Survival rates and productive herd life of dairy cattle in the United States // J. Dairy Sci. - 2006. - Vol. 89. - No. 9. - P. 3713-3720.

4. Brickell J.S., Wathes D.C. A descriptive study of the survival of Holstein-Friesian heifers through to third calving on English dairy farms // J. Dairy Sci. - 2011. - Vol. 94. - No. 4. - P. 1831-1838.

5. Chagas L.M., Bass J.J., Blache D. et al. Invited review: New perspectives on the roles of nutrition and metabolic priorities in the subfertility of high-producing dairy cows // J. Dairy Sci. - 2007. - Vol. 90. - No. 9. - P. 4022-4032.

6. Vernon R.G., Denis R.G., Sorensen A. Leptin and the adaptations of lactation in rodents and ruminants // Horm. Metab. Res. - 2002. - Vol. 34. - No. 11-12. - P. 678-685.

7. Wathes D.C., Clempson A.M., Pollott G.E. Associations between lipid metabolism and fertility in the dairy cow // Reprod. Fertil. Dev. - 2012. - Vol. 25. - No. 1. - P. 48-61.

8. Bisinotto R.S., Greco L.F., Ribeiro E.S. et al. Influences of nutrition and metabolism on fertility of dairy cows // Anim. Reprod. - 2012. - Vol. 9. - No. 3. - P. 260-272.

9. Соломахин А.А., Митяшова О.С., Гусев И.В., Лебедева И.Ю. Обмен веществ и гормональный статус в первый триместр лактации у коров-первотелок при длительном бесплодии // Достижения науки и техники АПК. - 2016. - Т. 30. - № 10. - С. 105-108.

10. Opsomer G., Gröhn Y.T., Hertl J. et al. Risk factors for post partum ovarian dysfunction in high producing dairy cows in Belgium: a field study // Theriogenology. - 2000. - Vol. 53. - No. 4. - P. 841-857.

11. Shrestha H.K., Nakao T., Suzuki T. et al. Effects of abnormal ovarian cycles during pre-service period postpartum on subsequent reproductive performance of high-producing Holstein cows // Theriogenology. - 2004.

- Vol. 61. - No. 7-8. - P. 1559-1571.

12. Lussier J.G., Matton P., Dufour J.J. Growth rates of follicles in the ovary of the cow // J. Reprod. Fertil. -1987. - Vol. 81. - No. 2. - P. 301-307.

List of sources used