CC BY
14
УДК / UDC 636.2.082.31:612.813.3:636.2.082.453.52
ИЗМЕНЕНИЕ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ РАЗНОГО ВОЗРАСТА И С РАЗНЫМ КАЧЕСТВОМ СПЕРМОПРОДУКЦИИ
CHANGING THE BIOELECTRIC POTENTIAL OF BIOLOGICALLY ACTIVE CENTERS OF STUD BULLS WITH DIFFERENT QUALITY OF SPERM
PRODUCTION
Мамаев A.B.*, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой Mamaev A.V., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department Самусенко Л.Д., кандидат биологических наук, доцент Samusenko L.D., Candidate of Biological Sciences, Associate Professor ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
*E-mail: [email protected]
В качестве рабочей гипотезы проведенных исследований было выдвинуто положение о том, что поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ) быков-производителей тесно связаны с функционированием репродуктивной системы, а уровень биоэлектрической ПЛБАЦ может быть использован для оценки и прогнозирования репродуктивной способности животных. Представлены результаты опытов по измерению биоэлектрического потенциала ПЛБАЦ у быков с разными: объемом эякулята, количеством спермодоз в эякуляте, концентраций гамет, подвижностью, выживаемостью и оплодотворяющей способностью гамет. При изучении криорезистентности семени, т.е. его способности восстанавливать функциональную полноценность после замораживания до температуры жидкого азота (-196°С) и оттаивания, нами была установлена прямопропорциональная взаимосвязь между физиологическими показателями деконсервированных гамет и уровнем биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров (УБППЛБАЦ) опытных быков-производителей. Рост подвижности деконсервированных гамет в третьей группе на 11% и выживаемости на 4,5% в среднем сопровождался увеличением среднего УБППЛБАЦ на 2%, относительно контроля. Установлено, что при увеличении показателя оплодотворяемости коров от первого осеменения на 20% в третьей группе средний УБППЛБАЦ соответственно был выше на 2% относительно контроля. В результате исследований выявлена прямая зависимость между уровнем биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров и качественными показателями семени быков-производителей, оплодотворяемостью коров от первого осеменения. Установленная зависимость позволит изучать воспроизводительные качества по данным электрофизиологической оценки состояния организма быков-производителей Ключевые слова: быки-производители, поверхностно локализованные биологически активные центры, биоэлектрический потенциал, эякулят, спермодоза, оплодотворяющая способность, криорезистентность.
As a working hypothesis of the research, it was suggested that the superficially localized biologically active centers (SLBAC) of stud bulls are closely associated with the functioning of the reproductive system and the level of bioelectric SLBAC can be used for the assessment and prediction of the reproductive ability of animals. The results of experiments on the measurement of the bioelectric potential of SLBAC in bulls with different: volume of ejaculate,
number of semen doses in the ejaculate, concentrations of gametes, mobility, survival and fertilizing ability of gametes are presented. In the study of seed cryoresistance, i.e., its ability to establish functional integrity after freezing to liquid nitrogen temperature (-196°C) and thawing, we established a directly proportional relationship between the physiological indices of deconstructed gametes and the level of bioelectric potential of surface-localized biologically active centers (LBPSLBAC) of experienced manufacturing bulls. The increase in motility of frozen-thawed gametes in the third group by 11% and survival by 4.5% on average was accompanied by an increase in the average LBPSLBAC by 2%, relative to the control. It was established that with an increase in the fertility rate of cows from the first insemination by 20% in the third group, the average LBPSLBAC was correspondingly higher by 2% relative to the control. As a result of the research, a direct relationship has been revealed between the level of bioelectric potential of surface localized biologically active centers and the qualitative indicators of the seed of manufacturing bulls and the fertility of cows from first insemination. The established dependence will allow studying reproductive qualities according to the electrophysiological assessment of the state of the organism of stud bulls. Key words: stud bulls, superficially localized biologically active centers, bioelectric potential, ejaculate, semen dose, fertilizing capacity, cryoresistance.
Введение. Одним из важнейших мероприятий, направленных на повышение резистентности животных, их племенных и продуктивных качеств, является разработка высокоэффективных технологий, включающих экспресс-методы прогнозирования основных продуктивных характеристик животных.
Не вызывает сомнения, что как состояние внутренних органов через их интерорецепторы и изменение обмена веществ отражается на покровах тела, так и состояние экстерорецепторов кожи и проприорецепторов мышц изменяет состояние внутренних систем организма. В целом, это является одним из важнейших слагаемых системы нейрогормонально-метаболической регуляции, взаимосвязывающей организм с окружающей средой и энергезирующей его в направлении адаптивных реакций к условиям и требованиям этой среды.
Свойства кожи как регулятора различных физиологических функций известны с незапамятных времен. Учитывая специфичность кожи как периферической рефлекторной зоны, можно говорить о двух аспектах рефлекторных реакций: диагностическом - когда наблюдаются кожные нарушения при поражении тех или иных органов (невусы, контрактуры, вазомоторные изменения, пигментация и т. д.), и терапевтическом - когда, воздействуя на ту или иную кожную периферическую зону, иногда не имеющую прямой связи с органом, удается изменить васкуляризацию, подвижность, тонус, чувствительность этого органа.
Точки акупунктуры представляют собой проецируемые на кожный покров участки наибольшей активности системы взаимодействия «покровы тела -внутренние органы», осуществляющей важнейшую функцию в процессах физиологической адаптации. В настоящее время существование таких точек уже не оспаривается.
Акупунктурные точки и рефлекторные зоны кожной поверхности обладают особыми биофизическими свойствами. Современные исследования природы и механизмов взаимосвязи поверхностных рефлекторных элементов с функциональным состоянием тех или иных тканей, органов, систем органов и живого организма в целом, даёт основание полагать, что используемый термин «точка» акупунктуры нуждается в корректировке. «Точка», как фигура, не имеет объема, структуры и массы, это плоский элемент в пространстве [9].
Исследованиями установлено, что упомянутые рефлекторные элементы, называемые «точками акупунктуры», «рефлекторными точками», «биологически активными точками» и др. имеют определенную структуру, объем и строение, отличное от окружающих тканей, они функционально активны и могут быть отнесены к микро регуляторным органам животного организма. Учитывая это, корректнее использовать применительно к упомянутым рефлекторным элементам кожи, термин «поверхностно локализованные биологически активные центры» - ПЛБАЦ или «биологически активные центры» - БАЦ. По нашему мнению, это более точно и полно отражает суть данных рефлекторных элементов кожи живых организмов.
В качестве рабочей гипотезы проведенных исследований было выдвинуто положение о том, что поверхностно локализованные биологически активные центры (ПЛБАЦ) быков-производителей тесно связаны с функционированием репродуктивной системы и организма в целом, а уровень активности ПЛБАЦ может быть использован для оценки и прогнозирования репродуктивной способности животных разного возраста [1-5]. В настоящее время единого мнения об оптимальном возрастном интервале племенного использования быков нет. Считается, что производителей следует использовать для получения семени с момента достижения ими физиологической зрелости, а вопрос о продолжительности их племенного использования решается двумя путями. Первый - когда от быка накапливают 100 тыс. спермодоз и сдают на мясо, что обосновывается с позиции роли быка в селекционном прогрессе и задачами племенной работы. Второй - когда производителя используют до потери им воспроизводительной способности. Однако, в любом случае необходимо точно знать возрастной интервал наиболее высокого качества спермопродукции и половой потенциал быков-производителей.
Для выяснения этого вопроса проведены исследования, в которых о функциональном состоянии производителей судили по УБППЛБАЦ.
Целью исследований являлось выяснение возможности оценки воспроизводительной способности быков-производителей разного возраста по уровню биоэнергетического потенциала ПЛБАЦ.
Условия, материалы и методы. Для достижения цели в племпредприятии «Орловское» были проведены опыты в которых формировались группы животных, как правило по три группы быков, по 3-4 головы в каждой в зависимости от задач исследований. В опытах использовалось 10 быков черно-пестрой и симментальской пород в возрасте 2-5 лет, с живой массой 835-1100 кг. В опыте по изучению влияние возраста быков на УБППЛБАЦ в первую контрольную группу входило 4 быка в возрасте 2-х лет, а во вторую опытную - 4 пятилетних.
У каждого быка с помощью прибора ЭЛАП-01, применяемого для измерения потенциалов и проведения электроакупунктурных воздействий в медицинской и ветеринарной практике и снабжённого умножителем, измеряли биопотенциал в ПЛБАЦ (УБППЛБАЦ) 5, 7, 11, 41, 44 используемых в лечебно-профилактических целях [6-7].
Локализация центров:
- 5 - на дорзо-медиальной линии тела между 1 и 2 остистым отростками поясничных позвонков;
- 7 - на дорзо-медиальной линии тела в углублении между остистым отростком последнего поясничного позвонка и первым крестцовым позвонком;
- 11 - на дорзо-медиальной линии тела в углублении между 2-м неподвижным и 3-м подвижным хвостовыми позвонками;
- 41 - на медиальной линии тела на расстоянии три ширины ладони ниже ануса у быков-производителей;
- 44 - на три поперечника пальца ниже нижнего края подколенника, латеральнее на 1-н поперечный палец от гребешка большеберцовой кости.
Технические характеристики прибора стандартные, за исключением умножителя, позволяющего фиксировать силу тока более 50 мкА [8]. По данным измерений в пяти ПЛБАЦ рассчитывали средний показатель биопотенциала. Данные по количеству и качеству спермопродукции опытных быков получали по общепринятым методикам, используемым на племпредприятии и по документам зоотехнического учета. Все полученные данные подвергались биометрической обработке с вычислением критерия достоверности различий по Стьюденту [9].
Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований установлено, что взрослые быки обладают значительно более высоким УБППЛБАЦ (табл. 1). Разница среднего УБППЛБАЦ у взрослых быков, по сравнению с молодыми составила 67,9%, при статистически достоверных различиях.
Таблица 1 - Уровень биопотенциала поверхностно локализованных биологически активных центров и возраст быков-производителей, М+Г1_
Кол. Возраст животных, лет УБППЛБАЦ, мкА
Группа жив- в среднем
опыта X, гол. 5 7 11 41 44
1 (к) 4 о 2 54,9 + 45,3 + 45,3 + 47,3 + 43,5 + 47,3 +
4 0,08 0,11 0,11 0,07 0,14 0,01
о 4 с 87,4 + 86,9 + 86,9+ 88,2 + 47,8 + 79,4 +
2 4 5 0,08*** 0,08*** 0,09*** 0,08*** 0,14 0,01***
Примечание. *** - p < 0,001 достоверность различий по сравнению с контролем.
Таким образом, у 2-х летних быков состояние репродуктивной системы еще не достигло уровня взрослых животных. Это подтверждается данными по очередности распределения уровней биопотенциала в ПЛБАЦ быков. Так, у молодых быков УБППЛБАЦ 41 выше, чем 5, а у взрослых наоборот.
Проведенные исследования (табл. 2) позволили установить, что рост объема эякулята на 68,4% сопровождается увеличением УБППЛБАЦ на 2,0%. В тоже время, эта закономерность не проявляется четко при анализе УБППЛБАЦ в каждом отдельном центре. Например, в ПЛБАЦ 5, 7, 11 и 41 отмечается рост, а затем снижение УБППЛБАЦ в зависимости от увеличения объема эякулята быков, в ПЛБАЦ 44 - наоборот.
В опытах была установлена зависимости между уровнем биопотенциала ПЛБАЦ и концентрацией гамет в сперме. Выяснено, что при увеличении концентрации в среднем на 11% растет УБППЛБАЦ на 2%. Изученные показатели семени характеризуют главным образом уровень сперматогенеза и состояние сперматогенной ткани. Оплодотворяющая способность семени зависит от функционального состояния спермиев, их подвижности. В результате изучения
зависимости между УБППЛБАЦ и подвижностью нативных гамет в свежеполученных эякулятах установлено, что подвижность нативных гамет находится в прямопропорциональной зависимости от среднего УБППЛБАЦ. Так, при увеличении подвижности в среднем на 3,5% средний УБППЛБАЦ увеличился на 2%.
Таблица 2 - Уровень биопотенциала ПЛБАЦ и качественные показатели семени быков-производителей, М+т_
Показатель Группа опыта
1(к) 2 3
Кол-во животных, гол. 3 3 4
Средний УБППЛБАЦ, мкА 78,6 + 0,08 79,4 + 0,08* 80,2 + 0,08***
Объем эякулята, мл 3,8 + 0,30 5,0 + 0,47 6,4 + 0,48**
Кол-во спермодоз в эякуляте, шт. 58,0 + 3,77 83,0 + 3,36 118,0 + 3,84**
Концентрация гамет, млрд/мл 0,9 + 0,02 1,0 + 0,02 1,1 + 0,03***
Подвижность нативных гамет, балл 8,6 + 0,05 8,7 + 0,02** 8,9 + 0,07*
Подвижность деконсервированных гамет, балл 3,6 + 0,01 3,8 + 0,03** 4,0 + 0,04***
Выживаемость, часов 4,4 4,6 4,8
Осеменено коров, гол. 223 385 274
Оплодотворяемость от 1-го осеменения, % 55 65 75
Примечание. * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001 достоверность различий по сравнению с контролем.
При изучении криорезистентности семени, т.е. его способности восстанавливать функциональную полноценность после замораживания до температуры жидкого азота (-196°С) и оттаивания, нами была установлена прямопропорциональная взаимосвязь между физиологическими показателями деконсервированных гамет и УБПЛБАЦ опытных быков-производителей. Рост подвижности деконсервированных гамет в третьей группе на 11% и выживаемости на 4,5% в среднем, сопровождался увеличением среднего УБППЛБАЦ на 2%, относительно контроля.
Самым объективным показателем функционального состояния семени быков-производителей является его оплодотворяющая способность. Так, при увеличении показателя оплодотворяемости коров от первого осеменения на 20% в третьей группе, средний УБППЛБАЦ соответственно был выше на 2% относительно контроля.
Важное значение для оценки спермопродуктивности быков-производителей имеет количество спермодоз в эякуляте. В результате проведенных исследований установлено, что увеличение количества спермодоз в эякуляте на 103,4% сопровождается ростом среднего УБППЛБАЦ на 2%.
Изучение качественных показателей семени быков-производителей разного возраста показало, что между этими характеристиками существует прямопропорциональная зависимость (табл. 3, рис. 1).
Вестник аграрной науки, 1(76), Февраль 2019, http://dx.doi.org/10.15217/48484 Таблица 3 - Возраст быков-производителей и качественные показатели семени,
М±т
Показатели Группа опыта
1(к) 2
Возраст, лет 2 5
Количество животных, гол. 4 4
Концентрация гамет, млрд./мл 0,6+0,08 1,1+0,08**
Объем эякулята, мл 3,1+0,14 5,9+0,24*
Подвижность получения 6,4+0,24 8,3+0,13*
(балл)после оттаивания 3,0+0,08 4,0+0,11*
Выживаемость, ч 3,1+0,24 6,4+0,18*
Оплодотворяемость, % 37,0+2,56 68,0+2,65*
Сохранность нативных 53,2+0,86 81,2+ 0,92***
акросом,% деконсервированных 15,1+0,74 46,4+ 0,97***
Примечание. * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001 достоверность различий по
сравнению с контролем.
Так, у 5-ти летних быков концентрация гамет и объем эякулята в 1,9 раза больше, чем у 2-х летних быков. Подвижность нативных и деконсервированных гамет у 2-х летних быков меньше, чем у 5-ти летних. Выживаемость у 2-х летних быков меньше в 2 раза, чем у 5-ти летних. Оплодотворяемость семени полученного от взрослых быков выше в 2 раза, чем от 2-х летних быков. Процент сохранности нативных акросом у 2-х летних быков составил 0,6 раза от 5-ти летних, а деконсервированных - 0,3 раза, при достоверных различиях относительно животных контрольной группы.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Рисунок 1 - Биоэлектрический потенциал ПЛБАЦ быков-производителей с разным функциональным состоянием: 1 - возраст 2 года, 2 - возраст 5 лет, 3 -объем эякулята 3,4 мл, 4 - 5,1 мл, 5 - 6,3 мл, 6 - концентрация спермиев 0,7 млрд\мл, 7 - 1 млрд\мл, 8 - 1,2 млрд\мл, 9 - подвижность спермиев 7,8 балла,
10 - 8,5 балла, 11 - 8,9 балла
Выводы. В результате исследований установлена прямая зависимость между уровнем биоэлектрического потенциала поверхностно локализованных биологически активных центров и качественными показателями семени быков-производителей разного возраста, оплодотворяемостью коров от первого осеменения. Установленная зависимость позволит изучать воспроизводительные качества по данным электрофизиологической оценки состояния организма быков-производителей и регулировать их использование в зависимости от возраста.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Гуськов A.M., Мамаев A.B. Методическое пособие для проведения научных исследований аспирантами, соискателями и студентами в области животноводства. Орел, 1996. 39 с.
2. Казеев Г.В., Варламов Е.В., Старченкова A.B. Применение метода акупунктуры для профилактики и терапии акушерско-гинекологических заболеваний коров и импотенции быков. М.: Центр научно-технической информации, пропаганды и рекламы, 1994. 17 с.
3. Способ диагностики функциональных нарушений репродуктивной системы коров / A.B. Мамаев, A.M. Гуськов, Ю.Н. Баранов [и др.]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2140188.
4. Способ диагностики супоросности свиноматок / A.B. Мамаев, A.M. Гуськов, А.Н. Щепелев [и др.]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2146492.
5. Способ диагностики многоплодия свиноматок / A.B. Мамаев, A.M. Гуськов, А.Н. Щепелев [и др.]. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2175211.
6. Мамаев A.B., Илюшина Л.Д., Лещуков К.А. Способ оценки резвостной работоспособности лошадей по физиологическому показателю. Описание изобретения к патенту Российской Федерации № 2195109.
7. Мамаев A.B. Использование биологической активности продуктивных животных. Орел, 2003. 167 с.
8. Меркурьева Е.К., Шангин-Березовский Г.Н. Генетика с основами биометрии. М.: Колос, 1983. 311 с.
9. Портнов Ф.Г. Электропунктурная рефлексотерапия. 3-е издание. Рига: Зинатне, 1988. 352 с.
