CC BY
47
Лейкоциты и особенности их взаимосвязей с кортизолом и прогестероном в организме сухостойных коров
А.Н. След, аспирант, М.А. Дерхо, д.б.н., профессор, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ
Важным аспектом сохранения генетического потенциала продуктивности, воспроизводительных способностей и уровня здоровья коров является правильная организация сухостойного периода [1], который совпадает с заключительным этапом беременности и необходим животному для подготовки к отёлу и будущей лактации. Он характеризуется интенсивным взаимодействием в функциональной системе «мать — плод». При этом организм коровы обеспечивает условия для роста и развития плода, а плод, в свою очередь, определяет в организме матери активность и направленность обмена веществ, иммунологический статус, принципы нейрогуморальной регуляции и т.д. [2]. При этом поддержание механизмов интеграции взаимоотношений между матерью и плодом определяет здоровье будущего потомства.
Процессы жизнедеятельности в организме матери, как результат формирования в центральной нервной системе доминанты беременности, обеспечиваются системой нейрогуморальной регуляции [3, 4], отдельные звенья которой функционируют за счёт работы механизмов прямой и обратной связи [5]. Они обеспечивают протекание морфологических, иммунологических, адаптационно-компенсаторных и других физиологических изменений, направленных на создание условий для развития плода.
Важным механизмом, обеспечивающим физиологическое течение беременности, является иммунологическая регуляция, о состоянии которой можно судить по лейкоцитарному составу периферической крови [6]. При этом каждый триместр беременности характеризуется определённым клеточным профилем крови, отражающим как взаимоотношения в системе «мать —плод», так и механизмы нейрогуморальной регуляции. Большинство аспектов данной проблемы достаточно хорошо отражены в исследованиях по гуманной медицине [7—9]. В то же время у животных взаимоотношения между клетками крови и гормонами в различные сроки физиологической беременности изучены недостаточно, что и актуализирует тему настоящего исследования.
В связи с этим целью нашей работы явилось изучение лейкоцитарного состава крови во взаимосвязи с уровнем гормонов (кортизол, прогестерон) в организме сухостойных коров в сухостойный период.
Материал и методы исследования. Эксперимент выполнен в 2018 г. на базе ТОО «Пшеничное»
(Республика Казахстан, Костанайская область, Фёдоровский район). Объектом исследования служили коровы чёрно-пёстрой и аулиекольской пород, готовящиеся ко второму отёлу. Они в сухостойный период содержались беспривязно, на полу с подстилкой, с постоянным свободным доступом к основным кормам. Подстилочный материал досыпали ежедневно, не допуская сырости и грязи в помещении.
Для выполнения экспериментальной работы из коров сухостойного стада по породному признаку с учётом принципа сбалансированных групп было сформировано две опытные группы (n=20): I гр. — аулиекольская порода, II гр. — чёрно-пёстрая.
Материалом для исследования служила кровь, забор которой проводили из яремной вены в начале и в конце сухостойного периода. Место взятия крови дезинфицировали 70-процентным спиртом. Забор крови для клинического анализа производили в пробирки с химическим наполнителем K3EDTA для предотвращения свертывания крови. Клинический анализ крови выполнен на автоматическом гематологическом анализаторе «Sysmex, XS-500I» (Япония) с ручной микроскопией мазков. Для биохимических исследований использовали сыворотку крови, которую получали общепринятым методом. В ней определяли концентрацию кортизола и прогестерона иммунофер-ментным методом с помощью наборов реактивов «Кортизол - Ифа - Бест», «Прогестерон - Ифа - Бест» (г. Новосибирск, Россия).
Полученные данные статистически обработаны с помощью методов вариационной статистики на ПК при использовании табличного процессора «Microsoft Ехсе1-2010», пакета прикладной программы «\ersia». Для оценки достоверности различий между группами использовали критерий t-Стьюдента. Критический уровень значимости был равен 0,05.
Результаты исследования. Беременность и реактивность организма — это физиологические процессы, определяющие как здоровье потомства и матери, так и будущую молочную продуктивность коровы. В то же время иммунобиологический статус животных взаимосвязан со сроком развития плода и изменяется в ходе беременности; мониторинг за его состоянием позволяет контролировать состояние здоровья животных и прогнозировать исход родов. Одной из самых важных индикаторных систем организма животных являются клетки белой крови, которые быстро реагируют на изменения, происходящие в нём при воздействии различных эндо- и экзогенных факторов.
Результаты клинического анализа показали, что количество лейкоцитарных клеток у живот-
1. Лейкограмма коров в сухостойный период (п=20; Х±Sx)
Показатель Аулиекольская порода (I гр.) Чёрно-пёстрая порода (II гр.)
сухостойный период
начало конец начало конец
Лейкоциты, 109/л Эозинофилы, % Палочкоядерные нейтрофилы, % Сегментоядерные нейтрофилы, % Лимфоциты, % Моноциты, % 9,71±0,20 4,10±0,28 2,40±0,16 27,10±0,69 62,60±1,66 3,80±0,33 11,41±0,33*2 5,50±0,43*2 3,50±0,22*2 35,40±0,40*2 50,10±0,37*2 5,50±0,43*2 7,92±0,10Ф1 6,30±0,40Ф1 3,60±0,37Ф1 24,40±0,70*1 60,40±1,88 5,30±0,39Ф1 8,52±0,31Ф1*2 7,80±0,32*1*2 4,90±0,27*1*2 32,20±0,80Ф1*2 48,10±0,59*2 7,00±0,26*1*2
Примечание: *1Р<0,05 между группами; *2Р<0,05 между данными в группе
ных опытных групп колебалось в пределах границ нормы (табл. 1). При этом коровы аулиекольской и чёрно-пёстрой пород различались по их уровню в кровотоке. Так, общее количество лейкоцитов в крови мясных коров было больше в 1,23—1,34 раза (Р<0,05), чем у молочных, свидетельствуя о влиянии направления продуктивности и конституции животных на общую резистентность организма. Однако тенденция изменения их количества в ходе сухостойного периода была однотипной: уровень клеток планомерно повышался (в I гр. — на 17,51%, во II гр. — на 7,57%), свидетельствуя об изменении иммунного статуса организма матери в ходе подготовки к отёлу. Возможно, одной из причин служит сосредоточение лейкоцитов перед родами в матке, что в последующем защищает орган от попадания инфекции, обеспечивая его правильное сокращение.
Коровы опытных групп имели достоверные отличия в начале сухостойного периода по концентрации эозинофилов, палочкоядерных и сег-ментоядерных нейтрофилов и моноцитов (табл. 1). Наибольшие различия выявлялись по уровню эозинофилов (53,65%), наименьшие — по количеству сегментоядерных нейтрофилов (11,07%). Аналогичная закономерность обнаруживалась и в конце сухостойного периода. Значит, коровы аулиекольской породы проявляли по отношению к антигенам плода в последнем триместре беременности большую толерантность, чем чёрно-пёстрые.
В лейкограмме коров опытных группы независимо от их породы была выявлена общая тенденция: в ходе сухостойного периода происходил рост числа эозинофилов на 23,80—34,14 (Р<0,05), палочкоядерных (на 36,11—45,83%) и сегментоядерных нейтрофилов (на 30,63—31,96%), моноцитов (на 32,08—44,73%) на фоне убыли лимфоцитов (на 24,95-25,57%).
Следовательно, независимо от породы животных организм матери при беременности создаёт условия для иммунной привилегированности плода как основы его развития, что сопровождается перераспределением соотношения между лейкоцитарными клетками, обеспечивая усиление биологических свойств одних и ослабляя действие других.
Иммунный статус коров взаимосвязан с гормональным фоном, который определяется как
влиянием различных факторов, так и потребностями клеток-мишеней в гормонах, зависящих от физиологического состояния организма [6, 10]. Основополагающая роль в сохранении и развитии беременности принадлежит стероидным гормонам, наиболее важным из которых является прогестерон. Он обеспечивает благополучное вынашивание плода благодаря способности подавлять иммунный ответ организма матери через прогестерон - индуцированный блокирующий фактор, определяет запирательную функцию шейки матки, обеспечивает покой миометрия, служит источником для синтеза других стероидных гормонов, необходимых для развития беременности [8].
В крови коров чёрно-пёстрой породы концентрация прогестерона была как в начале, так и в конце сухостойного периода в 1,12-1,19 раза выше, чем у аулиекольской (табл. 2). Это обусловлено влиянием гормона на ткани молочной железы, в которой он стимулирует рост и развитие железистой ткани, увеличивает число долек и альвеол [8], готовя организм коровы к будущей лактации с соответствующей молочной продуктивностью, зависящей от направления продуктивности животных.
В ходе сухостойного периода концентрация прогестерона планомерно снижалась (табл. 2). В сыворотке коров I гр. убыль уровня гормона составляла 10,74% (Р<0,05), II - 14,74% (Р<0,05), что можно рассматривать как подготовку организма матери к отёлу и будущей лактации.
Приспособительные реакции организма коровы во время беременности отражает концентрация кортизола, который во время беременности синтезируется с участием плаценты, печени и надпочечников плода, т.е. является гормоном фе-топлацентарного комплекса. Он прямо или опосредованно регулирует большинство физиологических и биохимических процессов, имея клетки-мишени в печени, мышцах, лимфоидной и жировой ткани, центральной нервной системе [9].
В крови коров чёрно-пёстрой породы концентрация кортизола (табл. 2) превышала уровень аулиекольской породы в начале сухостойного периода на 20,41% (Р<0,05), в конце - на 40,41% (Р<0,05), что является результатом различий в массе развивающегося плода у животных молочного и мясного направления продуктивности.
Примечание: Р<0,05 между группами; *2Р<0,05 между данными в группе
3. Значения коэффициентов корреляции между гормонами и лейкоцитами (п=20; Х±Sx)
2. Динамика стероидных гормонов в крови коров в ходе сухостойного периода (п=20; Х±Sx)
Показатель Аулиекольская порода (I гр.) Чёрно-пёстрая порода (II гр.)
сухостойный период
начало конец начало конец
Кортизол, нмоль/л Прогестерон, нмоль/л 26,61±0,73 28,84±0,84 31,55±1,32*2 25,74±0,60*2 32,04±1,24^ 34,24±0,84^ 44,30±2,30Ф1*2 29,19±0,70*1*2
Показатель Аулиекольская порода (I гр.) Чёрно-пёстрая порода (II гр.)
сухостойный период
начало конец начало конец
корти- зол, нмоль/л прогестерон, нмоль/л корти- зол, нмоль/л прогестерон, нмоль/л корти- зол, нмоль/л прогестерон, нмоль/л корти- зол, нмоль/л прогестерон, нмоль/л
Лейкоциты, 109/л -0,78± 0,22* 0,57± 0,29 -0,62± 0,27* -0,05± 0,35 0,62± 0,28* 0,75± 0,23* -0,92± 0,13* 0,54± 0,29
Эозинофилы, % 0,68± 0,25* -0,13± 0,35 0,76± 0,23* 0,14± 0,35 0,90± 0,15* 0,87± 0,17* 0,78± 0,21* -0,04± 0,35
Палочкоядерные нейтрофилы, % 0,06± 0,35 -0,95± 0,11* -0,54± 0,30 0,35± 0,33 0,57± 0,29 0,88± 0,17* 0,84± 0,19 -0,83± 0,20*
С егментоядерные нейтрофилы, % -0,72± 0,24* 0,23± 0,34 -0,28± 0,34 0,77± 0,23* -0,19± 0,35 0,32± 0,34 0,71± 0,25 -0,92± 0,14
Лимфоциты, % -0,83± 0,20* 0,70± 0,25* -0,78± 0,22* -0,78± 0,22* 0,89± 0,16* 0,68± 0,23* 0,50± 0,31 -0,69± 0,24*
Моноциты, % -0,46± 0,32 0,14± 0,35 0,81± 0,21* -0,20± 0,35 0,05± 0,35 -0,33± 0,33 -0,03± 0,35 -0,84± 0,19*
Примечание: * Р<0,05
В ходе сухостойного периода содержание гормона в крови животных возрастало. Уровень корти-зола перед отёлом превышал исходное значение в I гр. на 18,56% (Р<0,05), во второй - на 38,26% (Р<0,05).
Повышение концентрации кортизола в крови беременных животных физиологично и сопряжено с удовлетворением возрастающих метаболических потребностей развивающегося плода. Гормон необходим плоду для формирования ферментных систем печени, кишечного и альвеолярного эпителия, секреции сурфактанта, необходимого для расправления лёгких при первом вздохе [9]. Поэтому по мере развития плода возрастает количество кортизола, поступающего к плоду через плаценту из организма матери, что и обусловливает рост его концентрации в крови коров.
Для оценки взаимосвязи между параметрами гормонального и иммунного статуса у беременных коров аулиекольской и чёрно-пёстрой пород нами определены значения коэффициентов корреляции по Пирсону между количеством отдельных лейкоцитарных клеток и концентрацией кортизола и прогестерона в кровеносном русле.
Анализ значений коэффициентов корреляции позволил установить следующее (табл. 3).
1. Между гормонами и лейкоцитарными клетками в сыворотке крови коров I гр. выявлено 45,83%, а II гр. — 50,0% достоверных коэффициентов корреляции. Следовательно, изменение концентрации
кортизола и прогестерона независимо от породы беременных коров инициировало изменение в их организме иммунных реакций, опосредованных биологическими эффектами лейкоцитарных клеток.
2. Кортизол в организме коров как аулиекольской, так и чёрно-пёстрой породы достоверно коррелировал с общим количеством лейкоцитов. Значение коэффициента корреляции у животных I гр. колебалось в интервале от -0,62+0,27 до -0,78+0,22; II гр. — от 0,62+0,28 до -0,92+0,13. Значит, кортизол влиял на защитные реакции организма беременных животных благодаря способности оказывать стабилизирующее действие на мембраны клеток и их органелл и регулировать адгезию и миграцию лейкоцитов [9]. Данные эффекты наиболее сильно были выражены в отношении эозинофилов и лимфоцитов.
3. Прогестерон как в начале, так и в конце сухостойного периода достоверно коррелировал у коров опытных групп с количеством лимфоцитов. Значения коэффициентов корреляции в I гр. колебалось в интервале от 0,70+0,25 до -0,78+0,22; во II гр. — от 0,68+0,23 до -0,69+0,24. Одной из причин выявленных корреляций является возрастание в крови беременных животных количества лимфоцитов, имеющих рецепторы прогестерона. В присутствии прогестерона активируемые лимфоциты вырабатывают прогестерониндуцирован-ный блокирующий фактор, при помощи которого
регулируется скорость роста плаценты и синтез естественных иммуносупрессоров [11].
Выводы. Результаты исследования показали, что беременные коровы аулиекольской и чёрно-пёстрой породы имеют количественные различия по концентрации в крови лейкоцитарных клеток и гормонов (кортизол, прогестерон), но динамика изменений данных показателей в ходе сухостойного периода однотипна и определяется взаимоотношениями в системе «мать - плод» в зависимости от метаболических потребностей плода. В крови коров опытных групп в динамике начало - конец сухостойного периода увеличивается общее количество лейкоцитов на 7,57-17,51%, сопровождаясь перераспределением процентной доли клеток в лейкограмме. При этом возрастает число эозино-филов на 23,80-34,14 (Р<0,05), палочкоядерных (на 36,11-45,83%) и сегментоядерных нейтрофилов (на 30,63-31,96%), моноцитов на 32,08-44,73% и уменьшается лимфоцитов (на 24,95-25,57%). По мере развития беременности в крови коров увеличивается концентрация кортизола на 18,56-38,26% (Р<0,05) как результат развития плода. Уровень прогестерона, наоборот, снижается на 10,74-14,74% (Р<0,05), обеспечивая подготовку организма матери к отёлу и будущей лактации. Количество лейкоцитов взаимосвязано с уровнем гормонов, о чём свидетельствуют достоверные корреляции в парах признаков: кортизол - лейкоциты (у коров аулиекольской породы г=-0,62±0,27 и -0,78+0,22 (Р<0,05); чёрно-пёстрой породы - г=0,62+0,28 и -0,92+0,13 (Р<0,05); прогестерон - лимфоциты
(у коров аулиекольской породы r= -0,70+0,25 и -0,78+0,22 (Р<0,05); чёрно-пёстрой породы r=0,68+0,23 и -0,69+0,24 (Р<0,05).
Литература
1. Иванова И.Е., Волынкина М.Г. Биохимический статус крови высокопродуктивных коров сухостойного периода в условиях АО «ПЗ «Учхоз ГАУ Северного Зауралья» // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 5 (67). С. 173-176.
2. Conley A.J. Review of the reproductive endocrinology of the pregnant and parturient mare // Theriogenology. 2016. Vol. 86 (1). P. 355-365.
3. Чуличкова С.А., Дерхо М.А. Влияние естественных гонадо-тропинов на обмен веществ в организме коров // Вестник ветеринарии. 2015. № 2 (73). С. 49-53.
4. Чуличкова С.А., Дерхо М.А. Влияние пролактина на белковый обмен в организме коров на ранних сроках стельности // Вестник ветеринарии. 2014. № 70. С. 51-55.
5. Середа Т.И., Дерхо М.А., Крайнова Н.В. Особенности гормон-метаболитных связей в организме коров при лютеи-новых кистах // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2017. № 2 (64). С. 105-107.
6. Чуличкова СА., Дерхо М.А. Лейкоцитарные индексы как индикатор иммунного статуса организма коров на ранних сроках стельности // АПК России. 2016. Т. 75. № 1. С. 42-46.
7. Газиева И.А. Иммунопатогенетические механизмы формирования плацентарной недостаточности и ранних репродуктивных потерь: дис. ... докт. биол. наук. Екатеринбург: ФГБУ УНИИ охраны материнства и младенчества МЗ РФ, 2014. С. 19-21.
8. Репина М.А. Прогестерон и беременность // Акушерство и женские болезни. 2011. Т. LX. Вып. 3. С. 130-136.
9. Довжикова И.В. Кортизол при беременности // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2010. № 6 (76). Ч. 1. С. 226-229.
10. Афанасьева А.И., Огуй В.Г., Галдак С.А. Особенности функциональной активности эндокринных желёз, мор-фобиохимических параметров крови и уровня молочной продуктивности коров при различной структуре рациона // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2007. № 11. С. 106-110.
11. Сахаутдинова И.В., Ложкина Л.Р. Иммунорегулирующая роль прогестерона в терапии угрозы прерывания беременности // Медицинский вестник Башкортостана. 2014. Т. 9. № 4. С. 96-99.
Лейкоциты и их информативность в оценке напряжённости стресс-реакции у кур-несушек
Л.В. Сайфутдинова, аспирантка, М.А. Дерхо, д.б.н, профессор, ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ
Промышленное птицеводство сопряжено с влиянием на организм птиц комплекса технологических факторов, определяющих её физиологическое состояние, продуктивность, сохранность и т.д. [1-4]. Так, в качестве одного из способов, позволяющих увеличить экономическую эффективность птицефабрики, используют повышенную плотность посадки птицы [5]. Это отражается не только на величине фронта поения и кормления, подвижности особей, но и таких параметрах микроклимата, как температура воздуха и его загрязнённость микрофлорой [6]. В частности, при превышении плотности посадки на 1 голову в расчёте на 1 м2 пола температура воздуха в птичнике увеличивается на 20%, а его загрязнённость микрофлорой - в 1,5-2,0 раза.
Переуплотнённая посадка как технологический фактор сопровождается, во-первых, увеличением метаболической массы на единицу площади, что инициирует появление в организме птиц признаков теплового стресса в результате нарушения процессов терморегуляции. Во-вторых, способствует развитию гиподинамии, определяющей в свою очередь метаболический статус клеток органов и тканей, обеспеченность организма кислородом, скорость движения крови по кровеносным сосудам и т.д. [7]. Тепловой стресс и гиподинамия инициируют сдвиги в механизмах нейрогормональной регуляции и, как следствие, в активности обменных процессов [8], что отражается на продуктивности птицы и уровне её здоровья.
Особенности течения адаптационных процессов в организме птиц, вызванных воздействием повышенной температуры и влажности воздуха (тепловые стресс-факторы), достаточно хорошо
