CC BY
46
Физиолого-биогеохимические аспекты диагностики и терапии скрытых форм комбинированных гипомикроэлементозов симментальских коров австрийской селекции*
В.И. Воробьёв, д.б.н., профессор, Д.В. Воробьёв, д.б.н., Е.Н. Щербакова, к.б.н., Астраханский ГУ
Разрабатываемая нами физиолого-биогеохими-ческая концепция включает комплексное изучение содержания минералов в основных компонентах экосистем, в т.ч. в кормах сельскохозяйственных животных, физиологического статуса и результатов балансовых опытов [1, 2]. Всё это даёт возможность научно обоснованно сделать выбор недостающих макро- и микроэлементов, определить их дозировки с помощью методов фармакокине-тики [3] и применить их с целью профилактики и терапии часто скрытых форм комбинированных гипомикроэлементозов [2, 4—6] для стабилизации антиоксидантной системы и уменьшения уровня продуктов перекисного окисления.
Цель работы заключалась в исследовании физиологического статуса симментальских коров австрийской селекции и терапии дефицита ряда микроэлементов, вызывающих оксидативный стресс и замедление адаптации чистопородных симменталов, завезённых в Астраханскую область, и коррекции скрытых форм комбинированных гипомикроэлементозов. Методики исследования были подробно изложены ранее [7, 8]. Микроэлементы применяли в течение месяца с перерывом в один месяц per os. Кровь брали из ушной артерии утром перед едой.
Результаты и обсуждение. Баланс Co, Se и J у всех подопытных симментальских коров австрийской селекции, содержащихся на привязи, был отрицательным, т.е. животные находились в условиях постоянно действующего стресса, приводящего к скрытому синдрому комбинирован-
ного гипомикроэлементоза (табл. 1, 2). Поэтому во втором балансовом эксперименте опытные коровы получали дополнительно к основному рациону органические препараты Бе (0,05 мг/кг) и J (0,6—0,7 мг), а также СоС12 (25 мг) с целью коррекции гипомикроэлементоза.
Количество эритроцитов и гемоглобина в крови коров опытной группы в период всех измерений было выше на 11—29% по сравнению с контролем (Р<0,05) и находилось в пределах физиологической нормы (табл. 1).
Изменение количества лейкоцитов связано с периодами стельности и лактации симментальских коров, т.е. с их физиологическим состоянием, и протекало одинаково (Р>0,5) как в опытной, так и в контрольной группах. Поэтому полученные данные не позволяют сделать определённый вывод о влиянии подкормки коров кобальтом, иодом и селеном на количественное изменение лейкоцитов, которое было в пределах физиологической нормы.
Данные наших исследований свидетельствуют о положительном действии кобальта, иода и селена на уровень резервной щёлочности крови.
Хлористый кобальт, иод и селен (ДАФС-25) оказывали положительное (Р>0,5) влияние на увеличение белка в крови коров. У коров опытной группы содержание альбуминов в сентябре и ноябре составляло 40,81%, глобулинов — 59,16% при отношении А: Г = 0,69. В крови животных контрольной гр. было альбуминов 37,78%, глобулинов — 62,11 при соотношении А:Г = 0,61. В период сухостоя (февраль) у коров повысился уровень глобулинов до 68,4—66,87% и соответственно уменьшилось содержание альбуминов до 30,9—33,2%. Изменилось и соотношение А: Г (0,45—0,49).
1. Гематологические параметры коров (X±Sx)
Показатель Период проведения эксперимента, мес.
сентябрь ноябрь январь - февраль март апрель - май
Лейкоциты, мкл • 109- л 6,470±0,33 6,181±0,28 6,300±0,42 6,330±0,28 6,801±0,42 7,370±0,39* 6,670±0,59 6,490±0,28 6,400±0,32 6,762±0,27
Эритроциты, мкл • 1012- л 6,081±0,05 6,229±0,07 6,291±0,05 6,897±0,28* 6,803±0,52 7,111±0,32* 6,678±0,21 7,173±0,27* 6,058±0,83 6,857±0,23*
Гемоглобин, г/л 95,9±4,82 97,8±2,59* 87,8±3,78 102,7±7,71* 96,0±4,65 103,4±3,27 90,4±5,91 114,8±7,28* 83,9±3,27 97,8±3,56*
Общий белок, % 6,61±0,22 6,68±0,36 6,58±0,31 6,77±0,43 6,44±0,78 7,16±0,36* 6,61±0,24 7,18±0,32* 6,32±0,34 6,80±0,50*
Кислотная ёмкость, мг/% 447±18 456±14 402±19 430±15 443±21 453±9,9* 393±14 414±18 410±17 430±16*
Примечание: * — P<0,05 относительно контроля
* Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №14-08-01292а
В крови особей опытной гр. содержание альбуминов составляло в среднем 33,15%, глобулинов — 67,85%, А: Г = 0,49; в контрольной группе альбуминов — 36,7%, глобулинов — 63,5%, А: Г = 0,58, т.е. введение в рацион животных опытной гр. дополнительно селена, кобальта и иода привело к увеличению количества глобулинов в их крови по сравнению с контрольными значениями.
Установлено, что применение селена, кобальта и иода не вызвало серьёзных изменений в лейкофор-муле коров опытной гр., и наши данные не выходили за пределы физиологической нормы (табл. 2).
Процессы свободнорадикального окисления (СРО) играют существенную роль не только при различных патологиях, но и в процессах физиологической адаптации, которую мы изучали у завезённых в Астраханскую область коров симментальской породы из Австрии и Словении, где они находились в более комфортных условиях существования.
Дополняя друг друга, ферментативная и неферментативная антиоксидантная система (АОС) в случае применения недостающих в кормах и организме микроэлементов (селен, иод, кобальт), а также за счёт лучшего вовлечения меди, марганца и цинка в обменные процессы опытных коров [5, 6] обеспечивает сдерживание активации процессов пероксидного окисления и тем самым профилакти-рует поражение организма продуктами перекисного окисления липидов (ПОЛ). Микроэлементы входят в состав супероксиддисмутазы (Си, Zn, Мп), а селен стимулирует её активность, регулируя процессы защитно-приспособительных механизмов, активируя процессы восстановления и адаптации к новым геохимическим условиям. Селен также входит в состав глутатионпероксидазы (ГПО) и других пероксидаз и способствует биосинтезу серосодержащих аминокислот [6], включаясь в глутатион, тиамин, биотин, таурин [6, 8].
Симментальские коровы, находясь в условиях постоянно действующего стресса (аридный климат Астраханской области, корма худшего качества, чем в Австрии, и новые геохимические условия) расходуют значительно большее количество анти-
оксидантов, и им соответственно требуются дополнительно экзогенные вещества, используемые в антиоксидантной защите, — витамины С, Е, каротиноиды, селен, цинк, медь, марганец, иод и макроэлементы (Са, Р), а также повышенный уровень антиоксидантных ферментов: каталазы, СОД, ГПО.
У коров в большом количестве накапливаются недоокисленные продукты свободнорадикального и перекисного окисления липидов, особенно в последние месяцы беременности, при низком уровне селена, иода и кобальта в окружающей среде и кормах и витамина Е (табл. 3).
Через 30 дней получения с кормом микроэлементных препаратов количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, общего белка и глобулинов в крови коров опытной гр. увеличилось. Содержание в крови кальция, фосфора, селена, а также меди и марганца к 30-му дню эксперимента также возросло (Р<0,05).
Между функцией витамина Е как стабилизатора мембран клеток и селеносодержащими глутати-онпероксидазами давно установлена причинно-следственная связь и взаимное предохранение от окислительного разрушения, являющегося лишь небольшой составной частью синергизма витамина Е и селена [5, 7], крайне необходимых для активации и стабилизации работы антиоксидант-ной системы.
Изучаемый механизм влияния исследуемых дозировок органических препаратов ДАФС-25, ЙОДДАР и хлористого кобальта на организм опытных животных включает в себя стимуляцию обмена углеводов, липидов, минералов, белков, в том числе фракции глобулинов, повышение уровня микроэлементов в крови и молоке и функции эндокринной системы, активности каталазы, СОД, ГПО, увеличение в крови витаминов Е, А и С и уменьшение уровня ДК, МДА, ОШ и ПРЭ. Это обеспечивает стабилизацию свободнорадикальной, антиоксидантной и эндокринной систем, повышая таким образом иммунный статус организма, его резистентность и адаптацию, улучшая процессы тканевого дыхания и корректируя синдром скрытой
2. Лейкоцитарная формула крови коров, %
Период Группа Б Э Нейрофилы
исследования, мес. Ю П С Л М
Сентябрь опытная контрольная 0,6 0,6 0,9 0,9 - 5,0 6,0 27.3 26.4 54,4 52,0 4,3 6,0
Ноябрь опытная контрольная 0,6 0,6 8,4 9,0 - 6,4 6,0 26.3 25.4 54,0 53,0 4,3 6,0
Февраль опытная контрольная 0,4 8,0 7,5 - 4,6 8,0 28,2 25,0 53,8 53,0 5,0 6,0
Март опытная контрольная 0,7 0,5 9 8 - 6,3 8,0 30,0 28,0 48,0 50,0 5,0 5,5
Апрель-май опытная контрольная 0,7 0,3 7,0 8,0 - 8,0 6,7 30,3 29,3 49,0 49,7 5,0 6,0
Среднее 0,7 7,0 - 6,5 25,2 54,5 7,0
3. Влияние препаратов Se, I и Со на физиолого-биохимические параметры животных (X±Sx)
Показатель Период исследования
до опыта через 30 дн.
группа
контрольная опытная контрольная опытная
Лейкоциты, тыс/мкл х 109-л 6,96±0,08 6,95±0,05 6,82±0,46 7,09±0,007*
Эритроциты, млн/мкл х 1012-л 5,8±0,44 5,6±0,03 5,8±0,34 6,1±0,09
Альбумины, г% 3,96±0,27 3,90±0,24 4,21±0,72 4,07±0,25
Глобулины, г% 3,7±0,42 3,7±0,25 3,7±0,05 4,9±0,19*
Общий белок, г% 7,36±0,26 6,94±0,02 7,81±0,07 8,50±0,06*
Гемоглобин, г/л 92,05±3,41 93,07±3,55 91,06±2,75 96,01±3,8*
Кальций, мг% 9,16±0,06 9,22±0,07 9,36±0,19 9,42±0,22
Фосфор, мг% 4,9±0,22 4,52±0,08 4,71±0,29 5,33±0,29
Селен, мкг/мл 0,05±0,07 0,05±0,002 0,05±0,002 0,15±0,009*
Витамин А, мкмоль/л 0,95±0,11 0,98±0,12 0,96±0,12 2,16±0,14
Витамин С, мкмоль/л 34,6 ±1,15 35,6±0,13 33,8±1,11 61,6±2,21*
Витамин Е, мкмоль/л 8,82±0,03 7,26±0,06 7,27±0,01 18,4±0,02*
Диеновые конъюгаты, мкмоль/мл 2,03±0,05 2,15±0,02 2,21±0,06 1,75±0,14*
Малоновый диальдегид, мкмоль/л 3,21±0,01 3,26±0,14 3,30±0,05 1,28±0,07*
Основание Шиффа, ед. пл./мл 0,31±0,02 0,32±0,01 0,32±0,02 0,17±0,003*
Каталаза, мкмоль/мл 2,04±0,02 2,07±0,05 2,06±0,07 3,47±0,08*
Супероксиддисмутаза, ед/мин 170±14 166±11 167±14 229±8,4*
Глутатионпероксидаза, мМО-БМ л/мин 8,1±0,06 8,2±0,15 8,2±0,06 9,4±0,06*
Перекисная резистентность эритроцитов, % 2,91±0,06 3,01±0,05 2,93±0,06 2,03±0,01*
Примечание: *Р<0,05 относительно контроля
формы комбинированного гипомикроэлементоза у опытных животных.
Выводы.
1. Обмен минералов, белков, антиоксидантных витаминов и ферментов, многие гематологические показатели при скрытых формах гипомикроэлемен-тозов животных находятся ниже физиологической нормы, а уровень продуктов ПОЛ повышен.
2. Установлена положительная тенденция влияния недостающих микроэлементов в кормах при их дополнительном введении на снижение интенсивности свободнорадикальных процессов, пере-кисной резистентности эритроцитов и увеличение активности антиоксидантной системы, уровня обмена микроэлементов и гематологических показателей в организме экспериментальных животных. При этом все исследованные функциональные показатели разных видов животных достигают физиологической нормы.
Литература
1. Воробьёв Д.В., Воробьёв В.И., Хисметов И.Х. Разработка
физиолого-биогеохимической парадигмы, как теоретической
основы применения микроэлементов в животноводстве региона Нижней Волги // Фундаментальные исследования.
2012. № 11. Ч. 1. С. 66-69.
2. Воробьёв Д.В. Использование физиолого-биогеохимической парадигмы для диагностики гипоэлементозов и их коррекции у сельскохозяйственных животных // Известия Саратовского университета. Новая серия. Т. 12. Серия Химия. Биология. Экология. 2012. Вып. 2. С. 60-63.
3. Воробьёв Д.В., Воробьёв В.И. Фармакокинетические аспекты применения селенорганического препарата ДАФС-25 в ветеринарии // Естественные науки (г. Астрахань). 2011. № 2 (35). С. 125-131.
4. Воробьёв Д.В. Динамика тяжёлых металлов в основных компонентах наземных экосистем дельты р. Волги // Естественные науки (г. Астрахань). 2007. № 3 (20). С. 11-16.
5. Воробьёв Д.В., Воробьёв В.И. Гипоэлементозы у дойных коров в условиях Нижней Волги // Естественные науки (г. Астрахань). 2010. № 4 (33). С. 120-124.
6. Воробьёв Д.В. Физиолого-биохимические аспекты обмена микроэлементов у симментальских коров при их акклиматизации в биогеохимических условиях низкого уровня селена, йода и кобальта в среде // Естественные науки (г. Астрахань). 2012. № 2 (39). С. 122-125.
7. Воробьёв Д.В. Современная биогеохимическая ситуация региона Нижней Волги. Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2012. 125 с.
8. Воробьёв Д.В. Физиологический механизм влияния недостающих в среде микроэлементов на метаболизм и продуктивность жвачных и всеядных животных. СПб.: ЛАНЬ,
2013. 279 с.
