CC BY
13Ветеринарный врач. 2022 . № 3 . С. 4-15 The veterinarian. 2022; (3):4-15.
Научная статья
УДК 636.22/.28:612.616:577.175.6+636.22/.28:612.129 DOI 10.33632/1998-698Х.2021_4_15
Эндогенные гормоны в плазме семени и сыворотке крови у быков-производителей и их взаимосвязь со спермопродукцией
Ахмедага Имаш оглы Абилов1, Сергей Александрович Шеметюк1, Нина Анатольевна Комбарова2, Александр Александрович Сермягин1
1 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», Подольск, Московская область, Россия, [email protected], orcid.org/0000-0001-6236-8634, [email protected], orcid.org/0000-0002-1280-102Х, [email protected], orcid.org/0000-0002-1799-6014
2 АО «Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных», Подольск, Московская область, Россия, [email protected], orcid.org/0000-0003-3861-4465
Автор, ответственный за переписку: Ахмедага Имаш оглы Абилов, [email protected]
Аннотация. Работа посвящена изучению концентрации гормонов тестостерона и эстра-диола в организме быков-производителей в день взятия семени. Определен их уровень в плазме семени и в сыворотке крови, а также их взаимосвязь с воспроизводительной способностью на уровне спермопродукции. Работа выполнена в ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста в период 2019 - 2020 гг. на базе АО «ГЦВ» Московской области на быках-производителях в возрасте 3-8 лет. Установлено, что распределение тестостерона и эстрадиола в организме быков-производителей на статистически достоверном уровне отличаются (P<0,001). Эти отличия относятся к концентрациям тестостерона и эстрадиола между сывороткой крови и плазмой семени. Выяснено, что между концентрацией эстрадиола и тестостерна в крови имеется тесная взаимосвязь. Чем выше концентрация эстрадиола в плазме семени, тем выше концентрация тестостерона. Установлено, что концентрация эстрадиола в плазме семени на статистически достоверном уровне (P<0,001) выше, чем в сыворотке крови, а по содержанию тестостерона наоборот. Выяснено, что при увеличении концентрации эстрадиола в сыворотке крови в день взятия семени снижается качество семени по активности через 5 часов после инкубации при +38°С в термостате.
Ключевые слова: бык-производитель, тестостерон, эстрадиол, градации плазмы семени, сыворотка крови, спермопродукция
Endogenous hormones in semen plasma and blood serum in sires and their relationship with sperm production
Ahmedaga I. Abilov1, Sergey A. Shemetyuk1, Nina A. Kombarova2, Alexander A. Sermyagin1
1 Federal Research Center for Animal Husbandry named after Academy Member L.K. Ernst
2 JSC Leading Center for the Reproduction of Farm Animals Corresponding author: Ahmedaga I. Abilov, [email protected]
Abstract. The work is devoted to the study of the hormones testosterone and estradiol concentration in the sires' organism on the day for semen sampling. Their level in the seminal plasma and blood serum was determined as well as their relationship with the reproductive ability as the level of sperm production. The work was carried out at the L.K. Ernst Federal Research Center for Animal Husbandry from 2019 to 2020 on the artificial insemination station field in JSC Leading Center for the Reproduction of Farm Animals of the Moscow region for bulls aged 3-8 years. It was found that the distribution of testosterone and estradiol in the bulls' organism for statistically significant level are differ (P<0.001). These differences relate to the concentrations of testosterone and estradiol between serum and seminal plasma. It was revealed that there is a close relationship between the concentration of estradiol and testosterone in the blood. Than concentration of estradiol in the seminal plasma is higher, that higher the concentration of testosterone in organism of animals. It was found that the concentration of estradiol in the semen plasma at a statistically significant level (P<0.001) is higher than in the blood serum, and vice versa for the content of testosterone. It was
shown that with an increase in the concentration of estradiol in the blood serum on the day of semen collection, the quality of the semen in terms of activity decreases 5 hours after incubation at +38°C in a thermostat.
Keywords: bull, testosterone, estradiol, semen plasma gradations, blood serum, sperm production
Введение. Половые гормоны стероидного строения (андрогены) играют важную роль в жизнедеятельности организма, концентрация многих гормонов в крови составляет порядка 10-10 ммоль/л [14]. Они обеспечивают половую дифференциацию, определяют функцию яичников, простаты, семенников [9]. Было установлено, что гормоны, регулируя основные жизненные процессы, сами не входят в обмен веществ, то есть не являются носителями энергии и не встраиваются в молекулы метаболитов. Действие их проявляется при очень низких (106 - 10-12 ммоль/л) концентрациях [4].
Сперматогенез и синтез гормонов семенниками находится под контролем гона-дотропинов и тестостерона. Стероидные гормоны, выделяемые семенниками, представляют собой андрогены и прогестерон [4]. Андрогены представляют собой группу стероидных гормонов, среди них принципиальное значение имеют фолликулостиму-лирующие гормоны, а также тестостерон, эстрадиол и ингибин. Не секрет, что некоторые исследователи считают, что ингибин является прямым маркером сперматогенеза [20, 22]. Биосинтез этих гормонов осуществляется в основном в интерстициальных клетках Лейдига семенников. В митохондриях клеток Лейдига холестерин превращается в прегненолон, который под действием ферментов переходит в тестостерон. Секреция тестостерона контролируется лютенизиру-ющим гормоном и имеет импульсный характер: выбросы тестостерона из клеток Лейдига происходят каждые 60-90 минут [13]. Большая часть андрогенов (97-98%) находится в связанном с белками плазмы состоянии, и только 2-3% циркулируют свободно и считаются биологически активными. В процессе образования комплекса гормонов основную роль выполняет тестостерон-эстрадиол связывающий глобулин, обладающий высоким сродством к тестостерону и эстрадиолу. Этот белок выполняет транспортную, регулирующую и защитную функцию [11].
Низкий уровень тестостерона в сыворотке крови и повышение уровня ЛГ (лютеинизирующий гормон) и ФСГ (фол-ликулостимулирующий гормон) могут быть
причиной первичной и вторичной тести-кулярной недостаточности (гипогонадизма). Свердлофф и др. (1999) показали, что низкий уровень тестостерона - это дефицит глобулин-связывающего полового гормона, что может быть следствием концентратного типа кормления животных (ожирение). Считается, что ожирение является одним из ключевых факторов, приводящих к нарушению баланса стероидных половых гормонов и повышению уровня эстрогенов [19, 25, 27].
Амерханов Х.А. и др. (2014) [3] показывали зависимость концентрации тестостерона в сыворотке крови быков-производителей в зависимости от возраста и сезона года. При повышении уровня эстрадиола выше нормы отмечено снижение качественных и количественных характеристик эякулята [5]. Также установлено, что избыточная или недостаточная масса тела могут вызвать снижение качества спермы [24]. Такого мнения придерживается Fejes I. и др. [18] показывая, что избыточная масса тела и впоследствии этого избыток эстрогенов в организме уменьшают концентрацию сперматозоидов в эякуляте и влияет на гипофизарно-гипотала-мусную систему.
Wagner R. считает, что на биосинтез тестостерон-эстрадиол связывающего глобулина в печени эстрогены и тиреоидные гормоны оказывают стимулирующее влияние, а андрогены - угнетающее [26]. Таким образом, гиперандрогенизация сопровождается снижением уровня тестостерон-эстрадиол связывающего глобулина в сыворотке крови и увеличением в тканях андрогена, и, наоборот, гиперэстрогенизация и гипертиреоз ведут к повышению тестостерон-эстрадиол связывающего глобулина и снижению функции свободного тестостерона.
Тестостерон также необходим для индукции сперматогенеза в пубертатном периоде и его поддержание в зрелом возрасте, стимулирует размножение сперматогониев и мейоз сперматоцитов. Даже незначительное нарушение ритма секреции тестостерона или малейший его дефицит могут привести к торможению сперматогенеза [13].
Тестостерон участвует в увеличении синтеза ДНК и активации клеточного де-
ления, активации биогенеза, рибополисом и синтеза белков, в том числе андроген-зави-симых ферментов, а также в структурных изменениях соответствующих участков хроматина и усилении активности ДНК и синтеза различных видов РНК [11].
Эстрогены, в том числе эстрадиол, считаются половыми гормонами самок и источниками этих гормонов является зрелый фолликул яичника и плацента. Однако эстрогены вырабатываются семенниками и надпочечниками самца и имеют специфическое влияние на организм самцов. Например, использование СЖК для повышения качества, а также его влияние на физиологические, и биохимические показатели семени [6].
Роль эстрогенов в мужском организме оказывается не менее значимой функцией. До 80% эстрогенов в организме мужской особи образуется в результате ароматизации из тестостерона. В этом плане нарушение синтеза и метаболизма тестостерона приводит и к нарушению синтеза эстрогенов в мужском организме. Поэтому эти два гормона (тестостерон и эстрадиол) обычно работают совместно. Эстрогены поддерживают обратную связь тестикул с гипофизом и способны понижать концентрацию тестостерона.
Это факт, что тестостерон без эстрогенов лишь может оказать ограниченное влияние на половое поведение самцов [16]. Эстрогены влияют на половые органы и развитие вторичных половых признаков, а в обмене веществ - на липиды. Они увеличивают содержание в плазме крови фосфо-липидов и ß-липопротеинов. Снижают содержание холестерола и а-липопротеинов, стимулируют анаболизм белков. В малых дозах эстрогены стимулируют продукцию сомато-тропного гормона, у половозрелых животных замедляют рост костей.
Эстроген стимулирует ретикуло-эндо-телиальной систему и повышает резистентность организма к различным инфекциям, усиливает регенерацию тканей при повреждении. Однако, большие дозы могут вызывать обратный эффект даже до некротических явлений в почках и печени [4].
Имеются данные о взаимосвязи между содержанием эстрадиола и характеристиками семени. Максимальный объем эякулятов 4,71 мл зафиксирован в группе быков-произ-
водителей при минимальной концентрации эстрадиола, против 3,65 мл при максимальном содержании. Выяснено, что различные концентрации эстрадиола в сыворотке крови быков-производителей в день взятия семени, по-разному влияют на результативность осеменения коров от полученного семени [1].
Эстрадиол и лютенизирующий гормон необходимы для собственного сперматогенеза, например: ЛГ вызывает секрецию ан-дрогенов в семенниках, стимулирует развитие интерстициальной ткани и впоследствии этого выработку мужского гормона тестостерона [9], вызывая разрастания семенных канальцев -стимулирует начальные стадии сперматогенеза [8].
Эстрогены в мужском организме циркулируют тремя фракциями: эстроном, эст-риолом и 17ß-эстрадиолом. Только 20 % эстрогенов синтезируется непосредственно в семенниках, а остальные 80 % - в периферических тканях за счет ароматизации, в результате этого образуется у мужчин 17ß - эстрадиол (эстрадиол) [7]. Основные функции эстрогенов у мужских особей -обеспечение механизма обратной отрицательной связи через гонадотропины, ЛГ и ФСГ так же регулирующими синтез тестосте-рона в семенниках [7].
В молодом возрасте андрогены способствуют продольному росту трубчатых костей. Андрогены также участвуют в обмене солей Са и Р в обновлении структурных белков костной ткани [11, 14, 23].
В молодом мужском организме выявлена четкая корреляция между уровнем тестостерона и эстрадиола, а также уровнем их свободных фракций. Наибольшая часть эст-радиола в плазме крови связана с глобулином, связывающим половые стероиды (ГСПС), и альбуминами, и только 1-2 % присутствует в свободной форме биологически активной фракции, способной проникать в клетки. Тестостерон, подобно глюкокортикоидам оказывает иммуннодепрессивное действие на реакции иммуногенеза, а также разнонаправленно влияет на образование его 5-альфа восстановительных метаболитов в печени и предстательной железе [11].
Отмечена высокая положительная корреляция между концентрацией семени и содержанием тестостерона и отрицательная
между рН семени и тестостероном [17] в сыворотке крови у быков симментальской породы в зависимости от сезона года [21]. Предполагается, что сезонные колебания тестостерона могут быть связаны с различными внешними и внутренними факторами. Абилов А.И. и др. показали, что имеется определенная взаимосвязь между содержанием эндогенных гормонов (тироксин, эстрадиол и тестостерон) и наличием спермальных ауто-антител в сыворотке крови быков-производителей [2].
Савихина К.Г. и др. изучая интенсивность свободно радикальных процессов и уровень тестостерона и эстрадиола в семенной плазме мужчин выявили, что при пато-спермиях уменьшается подвижность и увеличивается уровень тестостерона и эстра-диола в семенной плазме. Авторы отметили высокий уровень корреляции между уровнем тестостерона и эстрадиола в семенной плазме [12].
Известно, что тестостерон и другие гормоны самцов относятся к стероидам, их предшественником является холестерин. В тканях он претерпевает метаболические превращения. Метаболиты тестостерона образуются в семенниках и проявляют меньшую физиологическую активность. Например, андростерон обладает в 7 раз меньшей активностью по сравнению с тестостероном. Инактивация неиспользованных гормонов происходит в печени, в результате чего образуется небольшое количество женского полового гормона эстрадиола.
Синтез тестостерона в семенниках происходит в интерстициальных клетках Лей-дига, и оказывает специфическое действие на развитие половых органов и сексуальное поведение животных. Под их контролем у позвоночных животных развиваются вторичные половые признаки [13].
Установлено, что анаболическое действие тестостерона на белковый обмен через гипофиз и активацию соответствующих ферментативных систем. Андрогены задерживают образование кортикостероидов и таким путем изменяют углеводный обмен. Они влияют на расщепление жира в организме и минеральный обмен [1, 2].
В системе физиологических механизмов, регулирующих гормональную и ге-
неративную функцию половых желез, доминирующее значение имеют гипофиз и гипо-толамус. Известно, что аденогипофиз (передняя доля гипофиза) оказывает совместное активизирующее действие на половой цикл и продукцию половых гормонов. ФСГ стимулирует развитие фолликулов в яичниках у самок и сперматозоидов в семенниках самцов. ЛГ у самцов контролирует секреции. Тестостерона.
Вышеизложенный обзор показывает значительную роль эндогенных гормонов -тестостерона и эстрадиола, и их значение для нормального развития и общего метаболизма в организме млекопитающих.
В связи с этим назрела необходимость уточнить основные показатели эндогенных гормонов в сыворотке крови и плазме семени у быков-производителей новой генетической формации и на основе научно-обоснованных данных принять меры к улучшению их воспроизводительной способности. Это, во-первых, создаст новые перспективы в селекции и, во-вторых, появится возможность приобретения более глубоких знаний биологических процессов по содержанию этих гормонов в разных структурах организма и взаимосвязи между собой.
Цель исследования - изучить сод ер -жание гормонов тестостерона и эстрадиола в организме быков-производителей в день взятия семени и определить их уровень в плазме семени и сыворотке крови, и их связь с воспроизводительной способностью на уровне спермопродукции.
Материалы и методы. Работа выполнена в ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста в период 2019 - 2020 гг. на базе АО «ГЦВ» Московской области на быках-производителях в возрасте от 3 до 8 лет. Условия кормления и содержания животных соответствовали требованиям «Национальной технологии замораживания и использования спермы племенных быков-производителей».
Кровь отбирали из хвостовой вены в стерильную вакуумную пробирку после взятия семени в течение 15-30 минут по объему 10,0 мл в утренние часы с 9.00 до 11.00. Пос-ле выделения сыворотки крови и ее центрифугирования хранили в морозильной камере при температуре -18...- 20°С до использования.
Для определения гормонов в плазме семени после получения цельного эякулята от быков-производителей его разделяли на 2 части. Первую часть оставляли для технологической обработки, а вторую центрифугировали в течение 10 минут 3000 об/мин. Потом плазму хранили в морозильной камере при температуре - 18...- 20°С до использования.
Концентрацию эндогенных гормонов в сыворотке крови и плазме семени определяли методом ИФА в двукратной повторности с помощью лабораторных реагентов ЗАО «Иммунотех», с применением реагентов (ИФА: эстрадиол, тестостерон) на приборе УНИПЛАН (АФГ-01) ЗАО «Пикон» (Россия).
Показатели спермопродукции быков-производителей изучали согласно «Национальной технологии замораживания и использования спермы племенных быков производителей» для количества полученных эя-кулятов (n), объема семени (мл), концентрации сперматозоидов в эякуляте (млрд/мл), общего числа сперматозоидов в эякуляте (млрд), активности сперматозоидов с прямо -линейно-поступательным движением при взятии и после замораживания-оттаивания через 5 часов при инкубации +38°С (в %), брак семени (n, %).
Для технологической обработки исследовали только те эякуляты, которые имели свыше 70% активных сперматозоидов у натив-ного семени и свыше 40% активных сперматозоидов у заморожено-оттаянного семени. Эякуляты и дозы семени, не отвечающие выше указанных требований по ГОСТу, выбраковывали и в дальнейшем не включали в исследования.
Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли в программе Microsoft Excel. В таблицах приведены средние (M) и ошибки средних (±SEM, m), минимальные (min) и максимальные (max) значения в единицах, характеризующие вариабельность показателей. Достоверность различий оценивали по t-критерию Стьюдента, считая их статистически значимыми при p<0,05; p<0,01; p<0,001 с применением программы SPSS Statistics.
Результаты исследований. В первом этапе эксперимента изучали распределение эндогенных гормонов у быков-производите-
лей в день взятия в сыворотке крови и плазме семени в зависимости от концентрации тестостерона в сыворотке крови.
Животных условно распределили на четыре группы по содержанию тестостерона в сыворотке крови. В I группу вошли животные, имеющие концентрацию тестостерона в сыворотке крови до 10 н/моль (4 гол.), во II группу - 11-30 н/моль, в III группу -31-60 н/моль и в IV группу вошли быки-производители, имеющие наивысшие концентрации тестостерона в сыворотке крови, то есть 61 н/моль и более (таблица 1)
Анализ данных таблицы 1 показал, что быки-производители по содержанию тестостерона в сыворотке крови распределены неравномерно, из 30 быков, только у 4 (13,3%) выявлена концентрация до 10 нМоль/л (фактически 6,61 нМоль/л). У 8 производителей (26,67%) концентрация тестостерона составила 23,84 нМоль/л, у 6 быков (20%) - 46,5 нМоль/л, 12 быков (40%) имели концентрацию свыше 70 нМоль/л.
В плазме семени концентрация эстра-диола в 2-3 раза превысила таковую в сыворотке крови (при P<0,001). Аналогично было изучено распределение эндогенных гормонов у быков-производителей в день взятия с учетом концентрации тестостерона в плазме семени.
Установлено, что распределение эндогенных гормонов у быков-производителей по содержанию в сыворотке крови и плазме семени сильно отличаются. Тестостерон статистически достоверном уровне имеет высокую концентрацию в сыворотке крови по отношению к плазме семени, а эстрадиол, наоборот, уровень его концентрации в 2-3 раза больше в плазме семени (при Р<0,001), чем в сыворотке крови.
На следующем этапе исследований изучали распределение этих гормонов у быков-производителей в день взятия в зависимости от концентрации тестостерона в плазме семени (таблица 2).
Таблица 1 - Эндогенные гормоны у быков-производителей (М+т) в день взятия в сыворотке крови и плазме семени в зависимости от концентрации тестостерона в сыворотке крови _(нМоль/л)
Группы Градация тестостерона в сыворотке крови в группе Количе ство (п) Фактический уровень гормонов в сыворотке крови Вариабельность (тт - тах)
тестостерон эстрадиол тестостерон эстрадиол
В сыворотке крови
I До 10 4 6,61+1,24 0,374+0,11 3,58 - 9,57 0,167 - 0,597
II 11,0-30,0 8 23,84+1,66 0,225+0,03 16,0 - 29,3 0,132 - 0,346
III 31,0-60,0 6 46,53+3,51 0,277+0,03 35,8 - 56,2 0,164 - 0,382
IV 61,0 и выше 12 73,17+2,64 0,338+0,07 65,0 - 97,4 0,116 - 0,774
В плазме семени
I До 10 4 13,38+4,17 0,766+0,09* 7,63 - 25,6 0,605 - 0,998
II 11,0-30,0 8 15,30+2,62* 0,896+0,08*** 5,50 - 30,05 0,553 -1,198
III 31,0-60,0 6 20,27+6,05** 0,786+0,10** 3,13 - 40,97 0,581 - 1,098
IV 61,0 и выше 12 37,14+5,15*** 0,898+0,05*** 6,92 - 71,0 0,700 - 1,253
* Р<0,05; ** Р<0,01;*** Р<0,001
Анализ данных показал, что с увеличением концентрации тестостерона меняется и концентрация эстрадиола в сыворотки крови и плазме семени. Отмечена достоверность на уровне различия концент-раций эндогенных гормонов между сыво-роткой крови и семенной плазмой. Установлено, что разница между концентрацией тестостерона в плазме семени и в сыворотки крови составляет более чем два раза. По со-держанию гормонов в сыворотке крови и плазме семени показало, что тестостерон на статистически достоверном уровне имеет вы-сокую концентрацию в сыворотке крови по отношению к плазме семени, а эстрадиол, наоборот, уровень его концентрации 23 раза больше в плазме семени (при Р<0,001), чем в сыворотке крови.
Таблица 2 - Распределение эндогенных гормонов у быков-производителей в день взятия в зависимости от концентрации тестостерона в плазме семени (АО «ГЦВ, 2019)
_(нМоль/л)_
Группы Градация тестостерона в плазме семени Кол-во быков (п) Фактический уровень в плазме семени Вариабельность (тт - тах)
тестостерон эстрадиол тестостерон эстрадиол
В плазме семени
I До 10 7 7,16+0,84 0,655+0,03 3,13 - 9,37 0,553 - 0,788
II 11,0-30,0 14 19,78+1,74 0,915+0,08 11,52 - 30,45 0,668 - 1,253
III 31,0-60,0 и выше 9 46,66+3,26 0,900+0,04 35,29 -71,0 0,721 - 1,213
В сыворотке крови
I До 10 7 32,51+8,48* 0,300+0,06*** 6,16 - 66,3 0,123 - 0,597
II 11,0-30,0 14 31,88+6,33 0,287+0,05*** 3,58 - 73,8 0,132 - 0,774
III 31,0-60,0 и выше 9 71,16+4,69*** 0,318+0,06*** 49,4 - 97,4 0,116 - 0,588
* Р<0,05; ** Р<0,01;*** Р<0,001
На следующем этапе исследований изучали распределение эндогенных гормонов у быков в день взятия с учетом концентрации эстрадиола в сыворотке крови условно распределили быков-производителей по уровню эстрадиола с 0,100 нМоль/л градацией (Таблица 3).
Таблица 3 - Распределение эндогенных гормонов (нмоль/л) у быков-производителей в день взятия в сыворотке крови и плазме семени в зависимости от концентрации эстрадиола в сыворотке крови
Градация эстрадиола в сыворотке крови Кол-во быков (n) Фактическое содержание гормонов в сыворотке крови Вариабельность (min - max)
эстрадиол тестостерон эстрадиол тестостерон
В сыворотке крови
До 0,200 9 0,158+0,01*** 38,13+7,83 0,116 - 0,193 9,57 - 66,30
0,201-0,300 7 0,237+0,08*** 40,14+0,17*** 0,216 - 0,267 6,16 - 73,80
0,301-0,400 8 0,348+0,01*** 53,69+7,80* 0,303 - 0,397 25,60 - 80,30
0,401-0,500 0 0 0 0 0
0,501 и выше 6 0,914+0,18 44,66+16,10 0,514 - 1,367 3,58 - 73,90
В плазме семени
До 0,200 9 0,967+0,06 25,19+5,81 0,716 - 1,198 5,50 - 60,44
0,201-0,300 7 1,007+0,14 16,73+3,74 0,553 - 1,761 7,63 - 36,65
0,301-0,400 8 0,787+0,08 28,73+8,19 0,581 - 1,253 3,13 - 71,00
0,401-0,500 0 0 0 0 0
0,501 и выше 6 0,704+0,03 26,21+6,97 0,605 - 0,799 8,51 - 44,85
* P<0,05; ** P<0,01;*** P<0,001
Анализ данных таблицы 3 по распределению эндогенных гормонов в зависимости от концентрации эстрадиола в сыворотке крови показал, что между концентрацией эстрадиола и тестостерона в крови имеется тесная взаимосвязь. Установлено, что при увеличении концентрации в сыворотки крови эстрадиола увеличивается и концентрация тестостерона в сыворотки крови. Отмечена достоверность на уровне различия концентраций изученных нами гормонов между сывороткой крови и семенной плазмы. Установлено, что концентрация эстрадиола в зависимости от его градации в сыворотки крови имеет разницу в 4-6 раз больше, чем эстрадиола в плазме семени.
Отмечена аналогичная разница в кон-
центрации тех или иных веществ в биологических жидкостях, например, имеются сведения по состоянию содержания натрия в эритроцитах и в сыворотке крови, с увеличением концентрации натрия в сыворотке крови уменьшается его количество в эритроцитах и наоборот. На основании всего этого можно предположить о том, что организм самца под воздействием нейрогумо-ральной регуляции способствует на физиологическом уровне регулировать все что имеется у него. Аналогичные исследования проводили по распределению эндогенных гормонов в зависимости от концентрации эстрадиола в плазме семени. Градация между группами составила 0,200 нМоль/л (таблица 4).
Градация эстрадиола в плазме семени Кол-во Фактическое содержание гормонов Вариабельность (min - max)
эстрадиол тестостерон эстрадиол тестостерон
в плазме семени
до 0,700 7 0,627±0,02* 12,75±3,34 0,553 - 0,700 3,13 - 30,45
0,701-0,900 9 0,764±0,01 35,57±8,14 0,716 - 0,822 5,5 - 71,00
0,901-1,100 10 1,007±0,02*** 18,69±4,29 0,902 - 1,098 11,52 - 40,97
1,101 и более 4 1,337±0,14** 22,11±3,36 1,138 - 1,761 14,54 - 30,05
в сыворотке крови
до 0,700 7 0,451±0,07 31,99±0,73*** 0,267 -0,774 3,58 - 66,8
0,701-0,900 9 0,509±0,16 65,21±5,83* 0,116 - 1,367 29,3 - 80,3
0,901-1,100 10 0,217±0,02 40,85±8,06* 0,132 - 0,346 9,57 - 73,8
1,101 и более 4 0,221±0,04 39,77±11,87 0,154 - 0,327 19,0 - 70,3
* P<0,05; ** P<0,01;*** P<0,001
Таблица 4 - Распределение эндогеннных гормонов у быков-производителей в день взятия в плазме семени и сыворотке крови в зависимости от концентрации эстрадиола в плазме семени
(нМоль/л)
Таблица 5 - Сперматологические показатели семени быков-производителей в зависимости от уровня эстрадиола в сыворотке крови и плазме семени (АО «ГЦВ»)
Градация концентрация эстрадиола, нМоль/л Кол-во Эстрадиол, нМоль/л Получено эякулятов за месяц: Объём эякулята (мл) Концентрация (млрд./мл) Качественные замороженные дозы на 1 месяц Активность семени через 5 часов после оттаивания, %
всего (n) Число брака (n) число качественных эякулятов (n)
в сыворотке крови
До 0-200 9 0,158±0,01 12,33±0,74 6,44±1,56 5,89±1,42 4,84±0,41 1,021±0,09 840,6±244,6 17,11±2,04
0,201-0,300 7 0,237±0,08 12,00±2,00 8,75±2,17 3,25±1,93 4,69±0,24 1,137±0,16 701,7±338,6 17,33±6,94
0,301-0,400 8 0,348±0,06 9,86±1,39 3,86±1,22 6,00±1,73 4,20±0,26 1,296±0,11 810,0±244,9 11,86±3,80
0,401-0,500 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,501 и выше 6 0,914±0,18 12,40±0,75 8,40±1,25 3,25±0,22 4,10±0,53 1,318±0,12 564,0±154,0 14,20±1,74
в плазме семени
До 0,700 7 0,627±0,02 12,00±1,63 7,17±1,94 4,83±1,83 4,28±0,27 1,367±0,11 745,8±258,3 14,83±2,60
0,701-0,900 9 0,764±0,01 9,57±1,19 3,86±0,94 5,71±1,69 4,05±0,26 1,103±0,13 752,1±304,5 13,71±3,31
0,901-1,100 10 1,007±0,02 10,62±1,05 6,12±1,50 4,50±1,10 5,13±0,47 1,164±0,09 714,4±192,0 14,25±2,45
1,101 и выше 4 1,337±0,14 14,00±0,00 8,25±2,29 5,75±2,29 4,29±0,30 1,057±0,18 901,7±195,2 14,00±1,73
ЖУРНАЛ ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ ОТ ПРОФЕССИОНАЛОВ
Из таблицы 4 видно, что в распределение быков в зависимости от концентрации эстрадиола в плазме семени отсутствует закономерность по содержанию вышеизложенных гормонов. Выяснено, что при увеличении концентрации эстрадиола в плазме семени фиксируется обратное его концентрация в сыворотке крови. Например, при 0,627 нМоль/л концентрации эстрадиола в плазме семени и в сыворотке крови в тот же день, когда были получены эякуляты в сыворотки крови был на уровне 0,450 нМоль/л, а при 1,007 нМоль/л в плазме данный показатель в сыворотки крови был на уровне 0,217 нМоль/л. То есть соотношение кон-центрации эстрадиола в день взятия между плазмой семени и сывороткой крови варьировало от 1,5 до 4 раз. Таким образом, чем выше уровень эстрадиола в плазме семени, тем ниже его концентрация в сыворотке крови.
По содержанию тестостерона в плазме семени и сыворотки крови отмечены также картина о том, что между концентрацией в сыворотки крови в плазме семени имеется разница в 2 раза в пользу сыворотки крови. Однако эта разница не зависела от распределения семени с учетом градации по эстрадиолу по плазме семе На следующем этапе был проведен анализ полученных сперматологических данных в зависимости от уровня эстрадиола в сыворотке крови и плазме семени.
Данные по спермопродукции быков-производителей в зависимости от уровня эст-радиола в плазме семени и сыворотке крови приведены в таблице 5.
Из таблицы 5 видно, что при увеличении концентрации эстрадиола в сыворотке крови снижается качество семени по активности через 5 часов после оттаивания при инкубации +38°C в термостате. При концентрации эстрадиола до 0,300 мМоль/л доля активных сперматозоидов через 5 часов составляла 17,1-17,3%, а в то же время при 0,400 нМоль/л и выше - 12-14%. Число замороженных качественных эякулятов меньше всех (n=3,25) было в группе, где концентрация эстрадиола отмечена на уровне 0,2010,300 нМоль/л. Аналогичные показатели были
зарегистрированы и по объёму семени в эякуляте при концентрации эстрадиола до 0,200 нМоль/л (4,84 мл), 0,400 и выше -4,10 мл, то есть на 18% меньше.
Необходимо отметить, что концентрация эстрадиола в отличие от его содержания в сыворотке крови находилась на самом сравнительно минимальном уровне и составляла 0,627 нМоль/л при колебании средних значений между 0,627 и 1,337 нМоль/л.
Также отмечена тенденция влияния концентрации эстрадиола в плазме семени на количественные характеристики эякулята, с ростом уровня эстрадиола снижается концентрация семени в эякуляте.
При низком уровне концентрации эст-радиола в плазме семени (на уровне 0,700 нМоль/л) в полученных эякулятах средний уровень концентации семени был выше среднего и составил 1,367 млрд/мл, а при увеличении концентрации эстрадиола до 1,1 нМоль/л этот показатель снизился до уровня 1,057 млрд/мл, или на 29,3%.
Заключение. Полученные данные дают основание о необходимости контроля состояния эндогенных гормонов у быков-производителей, а также систематического андрологического мониторинга животных, так же они могут дать более полезную информацию о состоянии репродуктивного здоровья.
Учитывая, что регуляция воспроизводительного процесса в организме млекопитающих представляет собой нейрогумо-ральный механизм и поэтому характер регуляторных реакций в организме в определенные периоды может быть использован в качестве дополнительного теста для практиков с целью влияния на воспроизводство в том или ином этапе развития или периода жизни.
Полученные нами данные могут быть использованы для диагностики и прогнозирования некоторых физиологических отклонений для своевременного контроля физиологических процессов для эффективного воспроизводства.
Список источников
1. Абилов, А.И. Концентрация эстрадиола в крови быков и его влияние на спермопродукцию и результативность осеменения / А.И. Абилов, Г.В. Ескин, Н.А. Комбарова // Сельскохозяйственная биология. - 2016. - т. 51. - №. 6. - С. 830-836.
2. Абилов, А.И. Содержание эндогенных гормонов у быков-производителей с учетом возраста, аутоиммунного состояния и продуктивности материнских предков / А.И. Абилов, О.С. Митяшова, С.В. Мымрин, А.А. Гудилина, Е.А. Пыжова, Н.А. Комбарова, Г.Н. Левина // Сельскохозяйственная биология. - 2018. - т. 53. - № 4. - С. 743-752.
3. Амерханов, Х.А. Содержание тестостерона и холестерина в сыворотке крови у быков-производителей в зависимости от сезона года / Х.А. Амерханов, А.И. Абилов, Г.В. Ескин, Н.А. Комбарова, И.С. Турбина, Е.В. Федорова, М.В. Вареников, И.В. Гусев // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - №2. - С. 59-66.
4. Алиев, A.A. Обмен веществ у жвачных животных. М.: НИЦ «Инженер». - 1997. - 419 с.
5. Гуторова, Н.В. Качество спермы и уровни репродуктивных гормонов у мужчин Кемеровской популяции / Н.В. Гуторова, Л.В. Осадчук, М.А. Клещев, Н.Н. Кузнецова, А.В. Осадчук // Проблемы репродукции. - 2010. - №6. - С. 89-93.
6. Зверева, Г.В. Роль вегетативных неврозов в патологии матки и яичников у коров / Г.В. Зверева, В.И. Завирюха, И.М. Кудла // Материалы Всероссийской научно-методической конференции по акушерству, гинекологии и биотехнике размножения животных. Воронеж, 1994. -С.60-61.
7. Калинченко, С.Ю. Тюзиков, И.А. Практическая андрология. М.: Практическая медицина, 2009. - 400 с.
8. Козло, Н.Е., Легошин, Г.П. Организация и техника воспроизводства сельскохозяйственных животных. Монография. М.: Колос, 1979. - 176 c.
9. Милованов, В.К Биология воспроизведения и искусственное осеменение животных: Биол.-зоотехн. монография. М.: Сельхозиздат, 1962. - 696 с.
10. Национальная технология замораживания и использования спермы племенных быков-производителей / Под общ. ред. проф. А.И. Абилова и Н.М. Решетниковой. М., 2008. - 162 с.
11. Резников, А.Г., Варга, С.В. Антиандрогены. М.: Медицина, 1988. - 208 с.
12. Савихина, К.Г. Интенсивность свободно радикальных процессов и уровень тестостерона и эстрадиола в семенной жидкости у мужчин с различными типами патоспермии, персонализированный подход / К.Г. Савихина, С.В. Ломтева, А.Н. Шестель, К.Ю. Сагамонова, В.Н. Прокофьев, Т.А. Шерчкова, А.А. Александрова, М.А. Амелина, Т.П. Шкурат // Scientific and Practical Journal of Health and Life Sciences. - 2015. - №3. - С. 15-21.
13. Свердлофф, Р., Бхасин, Ш. Нарушение половой функции у мужчин. Эндокринология / Под ред. Н. Лавина. М.: Практика, 1999. - С. 369-392.
14. Северин, Е.С., Муйжнек, Е.Л., Северин, С.Е. Концепция вторичных мессенджеров от фундаментальных основ к клинической практике: монография. М.: «Димитрейд График Групп»,
2005. - 335 с.
15. Сысоев, А.А., Рязанский, М.П. Физиологические особенности воспроизводительной функции коров. М.: Колос, 1971. - 352 с.
16.Цицман, М. Эстрогены у мужчин. Пленарная лекция // VII Международный конгресс ISSAM. М., 2013.
17. Chacur, M.G.M. Seasonal effects on semen and testosterone in Zebu and Taurine bulls / M.G.M. Chacur, K.T. Mizusaki, L.R.A. Filho Gabriel, E. Oba, A.A. Ramos // Acta Scientiae Veterinariae. - 2013. -(41): 1110.
18. Fejes, J. Effect of body weight on testosterone estradiol ratio in oligozoospermie patent / J. Fejes,
5. Koloszar, Z. Zavaczki, J. Daru, J. Szollosi, A. Pal // Anthology Archive. - 2006. - 52: 97-201.
19. Gates M.A., Mekary R.A. et al. Sex steroid hormone levels and body composition in men // J. Clin. Endocrinol. Metab. - 2013. - 98(6):2442-2450.
20.Heald, A.H. Significant ethnic variation in total and free testosterone concentration / A.H. Heald, F. Ivison, S.G. Anderson, K. Cruickshank, I. Laing, J.M. Gibson // Clin. Endocrinol (Oxf). - 2003. - 58(3):262-
6.
21. Javed, M.T. Influence of season on seminal plasma testosterone and oestrogen in healthy and abnormal bulls and their relationship with other semen parameters / M.T. Javed, K. Abrar, A. Mumtaz // Veterinary Archive. - 2000. - 70(3):141-149.
22. Kumanov, P. Inhibin B is a better marker of spermatogenesis than other hormones in the evaluation of male factor infertility / P. Kumanov, K. Nandipati, A. Tomova, A. Agarwal // Fertil. Steril. -
2006. - 86(2):32-338
23.Neumann, F. Androgens II and Antiandrogens / Androgene II und Antiandrogene (Handbook of Experimental Pharmacology) / F. Neumann, F. Bahner, J. Brotherton, K.-J. Graf, S.H. Hasan, H.J. Horn,
A. Hughes, G.W. Oertel, H. Steinbeck, HE. Voss, Wagner R.K. New York: Springer, 1974. - 35(2):235-484.
24. Qin, D.D. Do reproductive hormones explain the association between body mass index and semen quality? / D.D. Qin, W. Yuan, W.J. Zhou, Y.Q. Cui, J.Q. Wu, E.S. Gao // Asian J. Androl. - 2007. -9(6): 827-834.
25. Schneider, G. Increased estrogen production in obese men / G. Schneider, M.A. Kirschner, R. Berkowitz, N.H. Ertel // The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. - 1979. - 48(4):633-638.
26.Wagner, R.K. Extracellular and intracellular steroid binding proteins: properties, discrimination, assay and clinical application // Acta Endocrinology. - 1978. - Suppl. 218:73.
27. Zumoff, B. Obese young men have elevated plasma estrogen levels but obese premenopausal women do not / B. Zumoff, G.W. Strain, J. Kream, J. O'Connor, J. Levin, D.K. Fukushima // Metabolism. -1981. - 30(10): 1011-1014.
References
1. Abilov, A.I. The concentration of estradiol in the blood of bulls and its influence on sperm production and the effectiveness for insemination / A.I. Abilov, G.V. Eskin, N.A. Kombarova // Agricultural biology. - 2016. - Vol. 51. - No. 6. - P. 830-836.
2. Abilov, A.I. The content of endogenous hormones of bulls taking into account age, autoimmune status and productivity of maternal ancestors / A.I. Abilov, O.S. Mityashova, S.V. Mymrin, A.A. Gudilina, E.A. Pyzhova, N.A. Kombarova, G.N. Levina // Agricultural biology. - 2018. - V. 53. - No. 4. - P. 743-752.
3. Amerkhanov, Kh.A. The content of testosterone and cholesterol in the blood serum of sires depending on the season of the year / Kh.A. Amerkhanov, A.I. Abilov, G.V. Eskin, N.A. Kombarova, I.S. Turbina, E.V. Fedorova, M.V. Varenikov, I.V. Gusev // Agricultural biology. - 2014. - No. 2. - P. 59-66.
4. Aliyev, A.A. Metabolism in ruminants. M.: Research Center "Engineer". - 1997. - 419 p.
5. Gutorova, N.V. Sperm quality and levels of reproductive hormones in men of the Kemerovo population / N.V. Gutorova, L.V. Osadchuk, M.A. Kleshchev, N.N. Kuznetsova, A.V. Osadchuk // Problems of reproduction. - 2010. - No. 6. - P. 89-93.
6. Zvereva, G.V. The role of autonomic neuroses in the pathology of the uterus and ovaries in cows / G.V. Zvereva, V.I. Zaviryukha, I.M. Kudla // Proceedings of the All-Russian Scientific and Methodological Conference on Obstetrics, Gynecology and Biotechnology of Animal Reproduction. Voronezh, 1994. - P.60-61.
7. Kalinchenko, S.Yu. Tyuzikov, I.A. Practical andrology. M.: Practical medicine, 2009. - 400 p.
8. Kozlo, N.E., Legoshin, G.P. Organization and technique of reproduction in farm animals. Monograph. M.: Kolos, 1979. - 176 p.
9. Milovanov, VK Biology of reproduction and artificial insemination of animals: Biology-zootechnical monograph. M.: Selkhozizdat, 1962. - 696 p.
10.National technology of freezing and use of sperm of breeding bulls / under ed. prof. A.I. Abilova and N.M. Reshetnikova. M., 2008. - 162 p.
11. Reznikov, A.G., Varga, S.V. Antiandrogens. M.: Medicine, 1988. - 208 p.
12. Savikhina, K.G. The intensity of free radical processes and the level of testosterone and estradiol in seminal fluid in men with various types of pathospermia, a personalized approach / K.G. Savikhina, S.V. Lomteva, A.N. Shestel, K.Yu. Sagamonova, V.N. Prokofiev, T.A. Sherchkova, A.A. Alexandrova, M.A. Amelina, T.P. Shkurat // Scientific and Practical Journal of Health and Life Sciences. - 2015. - No. 3. -P. 15-21.
13. Sverdloff, R., Bhasin, Sh. Sexual dysfunction in men. Endocrinology / Ed. N. Lavina. M.: Practice, 1999. - P. 369-392.
14. Severin, E.S., Muyzhnek, E.L., Severin, S.E. The concept of second messengers from fundamentals to clinical practice: monograph. M.: "Dimitrade Graph Group", 2005. - 335 p.
15. Sysoev, A.A., Ryazansky, M.P. Physiological features of the reproductive function of cows. M.: Kolos, 1971. - 352 p.
16.Zitzman, M. Estrogens in men. Plenary lecture // VII International Congress ISSAM. M., 2013. Вклад авторов:
Абилов А.И. - научное руководство и концепция исследований, формулировка заключения. Шеметюк С.А. - написание статьи и интерпретация результатов исследований. Комбарова Н.А. - методологическое и научно-практическое обеспечение исследований. Сермягин А.А. - биометрическая обработка результатов исследований.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Contribution of the authors:
Abilov A.I. - scientific guidance and research concept, conclusion formulation. Shemetyuk S.A. - writing an article and interpreting research results. Kombarova N.A. - methodological, scientific and technical support of research. Sermyagin A.A. - biometric processing of the research results. The authors declare no conflicts of interests.
Статья поступила в редакцию 05.05.2022 г.; одобрена после рецензирования 8.06.2022 г.; принята к публикации 8.06.2022 г.
The article was submitted 05.05.2022 г.; approved after reviewing 8.06.2022 г.; accepted for publication 8.06.2022.
© Абилов А.И., Шеметюк С.А., Комбарова Н.А., Сермягин А.А. 2022
