CC BY
21
DOI 10.31588/2413-4201-1883-238-2-189-194
УДК 619:616:577:636.2
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ У СТЕЛЬНЫХ КОРОВ С СУБКЛИНИЧЕСКИМ КЕТОЗОМ
Скачков Д.В.- лаборант, Заболотных М.В. - д.б.н. профессор, Конвай В.Д. - д.м.н. профессор * Оржеховский С.А. - руководитель ГБУ «Центр ветеринарии»,
** Миловская Г.А. - аспирант
ФГБУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина» *ФГБУ ВО «Омский государственный медицинский университет» **ГБУ «Новоуренгойский центр ветеринарии»
Ключевые слова: корова, субклинический кетоз, ацидоз, кровь, печень, рубец, биохимия, кетоновые тела
Keywords: cow, subclinical ketosis, acidosis, blood, liver, rumen, biochemistry, ketone
bodies
В условиях современного молочного производства для получения достаточного количества продукции широко применяют высококонцентратное кормление. При этом нередко происходит замещение микрофлоры, генерирующей про-пионовую кислоту и различные формы ко-баламина, на микроорганизмы, вырабатывающие уксусную, масляную или молочную кислоты. Последние при этом не только не могут продуцировать витамин В12, но и закисляют содержимое рубца (ацидоз рубца), тормозя жизнедеятельность микрофлоры, генерирующей этот витамин [3]. Из-за этого развиваются метаболические нарушения, механизм которых не до конца изучен.
Материал и методы исследований. Исследования проводились в разных хозяйствах Омской области в период 2012 и 2015 года, исследовано 89 коров черной пестрой и красной степной породы, из них условно здоровых 37 животных, коров сухостойного цеха с субклиническим кето-зом - 52 головы. Забор крови у коров осуществляли из яремной вены. Для проведения биохимических исследований использовали сыворотку крови, которую получали с помощью центрифугирования при 3000 об/мин в течение 10 мин. Ее анализировали унифицированными методами биохимических исследований с использованием колориметрического анализатора
"Screen Master'' и реактивов фирмы "Hospitex". В сыворотке крови определяли концентрацию Р-гидроксибутирата [11], глюкозы, фосфатидилхолина [13], ацилглицеролов, общего белка [2], глобулинов, холестерина, железа, кальция [10], фосфора [10], молочной кислоты [8], мочевой кислоты, общую (ОЖСС) и латентную железосвязывающую способность (ЛЖСС) [9], активность лак-татдегидрогеназы, у-глутамилтрансферазы [14] и щелочной фосфатазы [7]. В крови исследовали количество эритроцитов, лейкоцитов в камере Горяева, показатель ге-матокрита и содержание гемоглобина, а в эритроцитах - уровень малонового диаль-дегида [5].
Результата исследования обработаны статистически с использованием критерия Стьюдента и непараметрических методов математического анализа.
Результаты исследований. Из представленных в таблице данных видно, что концентрация Р-оксимасляной кислоты в крови коров с субклиническим кетозом (СКК) превышает аналогичный показатель у контрольных животных на 50,0% (Р= 6,7). Это подтверждает наличие у первых из них гиперкетонемии. Данное явление можно связать с торможением в рубце жизнедеятельности микрофлоры, вырабатывающей из клетчатки пропионовую кислоту и одновременно с нею — кобаламин.
Таблица 1 - Биохимические показатели сыворотки крови коров условно здоровых
(контроль; К) и с субклиническим кетозом (СКК), М±т, n= 15
Показатели К СКК
ß-гидроксибутират, ммоль/л 0,38±0,02 0,57±0,02*
Глюкоза, ммоль/л 4,3±0,03 4,2±0,04
Фосфатидилхолин, ммоль/л 10,3±1,2 9,8±1,0
Ацилглцеролы, ммоль/л 1,14±0,09 1,12±0,12
Общий белок, г/л 74,7±2,8 79,1±1,4
Альбумин, г/л 37,2±0,31 34,9±1,36
Глобулины г/л 37,5±2,6 44,2±2,2
Холестерин, ммоль/л 3,70±0,18 4,90±0,83
Железо, мкмоль/л 30,3±1,5 21,0±2,4
ОЖСС, мкмоль/л 65,2±3,7 50,0±2,9*
ЛЖСС, мкмоль/л 34,9±3,8 29,0±3,9
Гемоглобин, г/л 109±7 103±9
Эритроциты, млн/ см3 7,4±0,6 6,8±0,5
Гематокрит,% 38,3±2,7 34,2±1,8
Молочная кислота, ммоль/л 0,56±0,04 0,64±0,05
Мочевая кислота, мкмоль/л 112±12 114+15
Малоновый диальдегид, 0,76±0,07 0,72+0,06
ед. оптич. плотн./г эритр.
Лактатдегидрогеназа, МЕ/л 2584±104 2850±382
у-глутамилтрансфераза,МЕ/л 20,0±1,9 25,8±1,3
Щелочная фосфатаза МЕ/л 122±17 100±10
Кальций ммоль/л 2,76±0,10 2,42±0,12
Фосфор ммоль/л 1,80±0,09 1,68±0,09
Ca/P - соотношение 1,54±0,04 1,45±0,08
Примечание: * - Р < 0,05 (различие статистически значимо относительно контрольной
группы) достоверность
Производное его аденозилкобала-мин является коферментом метилмалонил-КоА-мутазы, превращающей в стенке сычуга метилмалонил-КоА, образующийся из пропионата, в сукцинил-КоА [3, 6]. Последний не только является субстратом цикла Кребса, но и необходим для поддержания его функционирования. Поэтому развившийся дефицит кобаламина приводит к торможению окисления в цикле Кребса мышечной и жировой ткани кетоновых тел, образующихся в результате в-окисления жирных кислот в печени, с последующим увеличением в крови концентрации кетоновых тел, в том числе в- ок-симасляной кислоты [3].
Тем не менее, обеспеченность организма витамином В12, еще резко не снижается. Содержащегося в организме коров с СКК кобаламина еще хватает для выработки метилкобаламина, кофермента ме-
тилтетрагидрофолат: гомоцистеинметил-трансферазы, катализирующей реакцию превращения гомоцистеина в метионин. Последний является источником метиль-ных групп в различных процессах, в частности реакции биосинтеза холина [6]. Это вещество является предшественником в биосинтезе фосфатидилхолина, необходимого для выведения ацилглицеридов, накапливающихся в печени, в кровь [4]. Сохранение определенного уровня кобала-мина в организме коров с СКК предотвращает развитие жировой инфильтрации печени. Свидетельством того, что у данных животных ещё не развилось это состояние, является отсутствие в плазме крови снижения уровня фосфатидилхолина и резкого увеличения в ней концентрации ацилглицеролов. Отсутствие жировой инфильтрации печени способствует сохранности гомеостатической функции
этого органа, в частности поддержанию им постоянства концентрации глюкозы в крови. Оптимальный уровень гликемии поддерживается двумя путями: 1) за счёт синтеза и расщепления гликогена в печени; 2) восполнения фонда углеводов в организме за счет образования их из не углеводных источников, то есть реакций глюконеогенеза. Интенсификация
последних возможна лишь в условиях усиленной инкреции клетками коркового слоя надпочечников глюкокортикоидов - модуляторов биосинтеза ключевых ферментов глюконеогенеза [1].
Отсутствие повреждения этих механизмов является также одним из условия сохранения постоянства концентрация глюкозы в крови коров с СКК. Достаточная обеспеченность организма углеводами хоть и не предотвращает резкое торможение реакций цикла Кребса, развивающееся в условиях недостаточно эффективной генерации в стенке преджелудков в сукци-нил-КоА, но снижает степень кетоацидоза, который при тяжёлой форме метаболических нарушений выражен сильнее.
Свидетельством отсутствия синдрома гепатоцеллюлярной недостаточности у коров с СКК является также отсутствие уменьшения концентрации в сыворотке крови белков и холестерина, синтезирующихся в печени (за исключением у -глобулинов, вырабатываемых В-лимфоци-тами).
При этом уровень глобулинов и холестерина даже умеренно увеличивается, что свидетельствует о раздражении мак-рофагальных клеток продуктами метаболизма. Вместе с тем, интенсивность биосинтеза печенью белков, связывающих железо, снижается.
Общая (ОЖСС) и латентная железосвязывающая способность сыворотки крови (ЛЖСС) коров с СКК уменьшены соответственно на 23,2% (р=3,2) и 16,9% (Р=1,1) по сравнению с контролем. Это, наряду со сниженной способностью печени депонировать железо, является одной из причин, приводящих к
уменьшению концентрации этого вещества в сыворотке крови (на 30,7 % по сравнению с контролем; Р=3,3). Тем не менее, это снижение не является критическим, так как не приводит к торможению эритропо-эза. Концентрация гемоглобина и количество эритроцитов в крови коров с субклиническим кетозом статистически значимо не отличаются от аналогичных показателей у контрольных животных. Снижение данных параметров предотвращает, по-видимому, и то, что микрофлора, вырабатывающая кобаламин, у коров с СКК продолжает функционировать.
Отсутствие у данных животных явлений анемии предотвращает развитие явлений гемической гипоксии и сопряженной с нею интенсификации анаэробного гликолиза. Об этом свидетельствует отсутствие резкого увеличения концентрации молочной кислоты в крови коров с СКК (таблица 1).
Это, несмотря на увеличение уровня Р-оксимасляной кислоты в сыворотке крови, предотвращает истощение буферных систем крови и сопутствующее ему закисление тканей. Развитие этих явлений привело бы к усилению катаболизма пуринов с последующим увеличением в крови концентрации мочевой кислоты (рисунок 1).
Уровень её в плазме крови коров с субклиническим кетозом достоверно не отличается от аналогичного показателя у контрольных животных.
Отсутствие усиления катаболизма пуриновых мононуклеотидов подтверждается также невысоким содержанием в эритроцитах животных с СКК малонового диальдегида.
Известно, что выработка ксантиноксидазой мочевой кислоты сопряжена с генерацией данным ферментом активных кислородных метаболитов, усиливающих липопероксидацию мембранных структур различных клеток, в том числе эритроцитов [12]. Одним из промежуточных продуктов данного процесса является малоновый диальдегид.
Рисунок 1 - Схема нарушения метаболизма пуринов при гипоксических состояниях [3].
Можно полагать, что катаболизм пуриновых мононуклеотидов и сопряжённая с ним усиленная продукция активных форм кислорода резко не усиливаются и в печени, в которой весьма активна ксанти-ноксидаза [12]. Интенсификация этих процессов привела бы и к нарушению проницаемости с последующим поступлением в кровь содержащихся в них ферментов. Как видно из представленных в таблице данных, активность лактатдегидрогеназы и у-глутамилтрансферазы в плазме крови животных с СКК достоверно не отличается от аналогичных показателей у контрольных коров.
Не подвергаются, по-видимому, чрезмерной липопероксидации и весьма чувствительные к этому воздействию клетки паращитовидных желез. Об этом свидетельствует отсутствие достоверного
различия в уровне кальция, фосфора и активности щелочной фосфатазы в плазме крови животных обеих исследуемых групп.
Заключение. У коров с субклиническим кетозом, находящихся на восьмом месяце стельности, увеличена концентрация в-гидроксибутирата в крови на фоне отсутствия синдромов гепатоцеллюлярной недостаточности и нарушения целостности гепатоцитов.
Отсутствие явлений гипопластиче-ской анемии у коров с СКК сочетается со снижением в плазме крови концентрации железа, общей и латентной железосвязы-вающей способности.
Метаболические нарушения у коров с СКК сопровождаются снижением концентрации кальция, фосфора и активности щелочной фосфатазы в плазме крови.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Колб, В.Г. Определение общего белка сыворотки крови по биуретовой реакии / В.Г. Колб, В.С. Камышников // Клиническая биохимия. - 1976. - С. 7-12.
2. Конвай, В.Д. Метаболические нарушения у высокопродуктивных коров / В.Д. Конвай, М.В. Заболотных // Вестн. Омского гос. агр. университета. - 2017. - №3 (27). - С. 130-137.
3. Маршалл, В.Дж. Клиническая биохимия / В.Дж. Маршалл, С.К. Бангерт // М.: Бином. - 2015.- 408с.
4. Стальная, Н.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тио-барбитурового теста / Н.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили // Современные методы биохимии. - 1997. - С.66-68.
5. Haussament, T.U. Quantitative determination of serum alkaline phosphatase / T.U. Haussament // Clin. Chim. Acta. - 1977. - V. 35. - № 10. - P. 271-273.
6. Hohorst, H.- J. L-(+)- Lactat Bestimung mit Lactat-Dehydrogenase und NAD / H.- J. Hohorst // Methoden der enzymatischen Analyse.- Berlin: Academie-1970.-S.1425-1429.
7. Kaplan, L.L. Clinical Chemistry: Theory, Analysis, Correlation. Third edition / L.L. Kaplan // Mosby. - 1996. - Р. 712-715.
8. Kesler, G. An automated procedure for the simultaneous determination of calcium and phosphorus / G.Kessler, M. Wolfmann // Clin Chem. - 1964. - №1. - P. 686-703.
9. McMurray, C.H. Automated Kinetic Method for D-3-Hydroxybutyrate in Plasma or Serum / C.H. McMurray et al. // Clin. Chem. - 1984. - Vol. 30. - P. 421-425.
10. Parks, D.A. Xanthine oxidase: biochemistry, distribution and physiology / D.A. Parks, D.N. Granger // Acta physiol. scand. -1986. - V. 126. Suppl. - №548. - P. 87-89.
11. Stangl, G.I. Evaluation of the cobalt requirement of beef cattle based on vitamin B12, folate, homocysteine, and methylmalonic acid / G.I. Stangl et al. // Br. J. Nutr. - 2000. - No84. - P. 645-653.
12. Subbajah, P.V. Determination and Clinical Significance of Phospholipids / P.V. Subbajah, N. Rifai, G.R. Warnick, M.H. Dominiczak // Handbook of lipoprotein testing. - 2000. - P. 521-536.
13. Szasz, G. A kinetic photometric method for serum gamma-GT / G. Szasz // Clin Chem. - 1969. - 15. - P. 124-136.
14. Thomas L. Labor und Diagnose, Die Medizinische Verlagsgesellschaft. - Marburg Lahn, 1984. - 365 p.
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ У СТЕЛЬНЫХ КОРОВ С СУБКЛИНИЧЕСКИМ КЕТОЗОМ
Скачков Д.В., Заболотных М.В., Конвай В.Д., Оржеховский С.А., Миловская Г.А.
Резюме
Целью настоящего исследования послужило изучение механизмов метаболических нарушений, развивающихся у высокопродуктивных коров при субклинической форме кетоза. Для достижения её сопоставлялся уровень ряда биохимических показателей у данных животных и здоровых коров. Исследования поводились в разных хозяйствах Омской области, в период 2012 и 2015 года на 89 коровах. Из которых выделяли 37 условно здоровых животных и 52 коровы сухостойного цеха с субклиническим кетозом.
В крови данных животных исследовали количество эритроцитов, лейкоцитов, показатель гематокрита и содержание гемоглобина, в эритроцитах - уровень малонового диальдегида, а в сыворотке крови определяли концентрацию Р-гидроксибутирата, глюкозы, фосфатидилхолина, ацилглицеролов, общего белка, глобулинов, холестерина, железа, кальция, фосфора, молочной кислоты, мочевой кислоты, общую и латентную железо связывающую способность, активность лактатдегидрогеназы, у-глутамилтрансферазы и щелочной фосфатазы унифицированными лабораторными методами.
Результаты исследования подвергнуты статистической обработке с использованием критерии Стьюдента и непараметрических методов математического анализа. Установлено, что у коров с субклиническим кетозом, находящихся на пятом-седьмом месяце стельности,
увеличена концентрация Р-гидроксибутирата. Это свидетельствует о наличии у них кетоза, сопряженного с торможением выработки аденозилкобаламина. Он является коферментом метилмалонил-КоА-мутазы, превращающей в стенке сычуга метилмалонил-КоА, образующийся из пропионата, в сукцинил-КоА, необходимый для окисления в цикле Кребса кетоновых тел, в то числе Р-гидроксибутирата. Тем не менее, обеспеченность организма витамином В12 еще резко не снижается и его еще хватает для выработки фосфатидилхолина, необходимого для предотвращения жировой инфильтрации печени.
Тем не менее, имеется тенденция к снижению содержания этого фосфолипида в сыворотке крови коров с СКК. Несмотря на снижение в крови содержания железа и железосвязывающей способности плазмы, признаки анемии, сопутствующих ей гемической гипоксии и окислительного стресса ещё не выражены. Её отсутствие предотвращает развитие нарушения функции печени и других проявлений полиорганной недостаточности.
METABOLIC DISORDERS IN PREGNANT COWS WITH SUBCLINICAL KETOSIS
Skachkov D.V., Zabolotnykh M.V., Conway V.D., Orzhekhovsky S.A., Milovskaya G.A.
Summary
The aim of this study was to investigate the mechanisms of metabolic disorders developing in highly productive cows with subclinical ketosis. To achieve this, the level of a number of biochemical parameters in these animals and healthy cows was compared. Research was conducted at different farms of Omsk region in the period of 2012 - 2015, on 89 cows. Of these, 37 conditionally healthy animals and 52 cows of the dry shop with subclinical ketosis were isolated.
In the blood of these animals were studied the number of red blood cells, leukocytes, hematocrit and hemoglobin content in red blood cells - the level of Malon dialdehyde, in the serum concentrations were determined P-hydroxybutyrate, glucose, phosphatidylcholine, acylglycerols, total protein, globulins, cholesterol, iron, calcium, phosphorus, lactic acid, uric acid, total and latent iron binding capacity, activity lactate dehydrogenase, y-glutamyltransferase and alkaline phosphatase by standardized laboratory methods.
The results of the study are subjected to statistical processing with the use of T-test criteria and non-parametric methods of mathematical analysis. It was found that cows on the fifth - seventh month of pregnancy with subclinical ketosis have increased of P-hydroxybutyrate concentration, which indicates the inhibition of the forestomach microflora, producing from fiber propionic acid and cobalamin. This indicates the presence of ketosis associated with inhibition of the production of adenosylcobalamin. Adenosylcobalamin is derivative of cobalamin and a coenzyme of methylmalonyl-CoA mutase that turns in the wall of the abomasum - methylmalonyl-COA produces from propionate to succinyl-CoA. This is required for oxidation ketone bodies in the Krebs cycle, including P-hydroxybutyrate. However, the body's supplement of vitamin B12 is still not sharply reduced and it is still enough to produce phosphatidylcholine, necessary to prevent fatty liver infiltration.
There is a tendency to decrease the content of this phospholipid in the blood serum of cows with SCK. Signs of anemia, concomitant hemic hypoxia and oxidative stress are not yet expressed despite the decrease in blood iron content and iron-binding ability of plasma. Its absence prevents the development of liver dysfunction and other manifestations of organ failure.
