CC BY
77
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ БИОЛОГИЯ, 2014, № 2, с. 67-71
УДК 636.2:619:618.2:[577.121+591.51
МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ БЕРЕМЕННЫХ КОРОВ
С РАЗНЫМ ТИПОМ ОТОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
Е.В. СМИРНОВА, А.Г. НЕЖДАНОВ, М.И. РЕДКИЙ, Э.В. БРАТЧЕНКО,
Н.Е. ПАПИН, А.В. СТЕПАНОВ, В.И. ШУШЛЕБИН, Г.Г. ЧУСОВА
Известно, что высокопродуктивные животные крайне чувствительны к изменениям условий содержания и эксплуатации, что влечет за собой глубокие нарушения в функциях эндокринной, иммунной, репродуктивной и других систем организма. Интеграция адаптационных реакций у животных, которую осуществляет центральная нервная система, зависит от особенностей высшей нервной деятельности. У глубокостельных коров черно-пестрой голштино-фризской породы в возрасте 4-6 лет со среднегодовой молочной продуктивностью за предшествующую лактацию 7-8 тыс. кг (п = 82) и разным типом поведения изучали комплекс биохимических и гормональных показателей крови, характеризующих метаболический статус и стрессоустойчивость. В сыворотке и цельной крови определяли концентрацию белков, мочевины, креатинина, общих липидов, холестерина, триглицеридов, глюкозы, молочной и пировиноградной кислот, Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu, Fe, витаминов А, Е, связанного с белком йода, малонового диальдегида, общих иммуноглобулинов, активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, у-глутамил-трансферазы, щелочной фосфатазы, глутатионпероксидазы, каталазы, бактерицидную активность, содержание половых (прогестерон, эстрадиол-17р, тестостерон), кортикостероидных (кортизол) и тиреоидных (тироксин, три-йодтиронин) гормонов. Также анализировали характер течения родов и послеродового периода. Показано, что по активности функционирования физиологических систем организма идентичными оказываются инфрапассивные и ультраактивные животные (крайние типы), а также активные и пассивные животные (средние типы). Коровы со средними типами поведения более устойчивы к родовым и послеродовым патологиям. Следовательно, крупногрупповое содержание животных, периодическое перемещение их из одной технологической группы в другую без учета типологических особенностей нервной системы и поведенческих реакций приводит к снижению репродуктивного (и продуктивного) потенциала.
Ключевые слова: коровы, поведение, гормонально-метаболический статус, акушерская патология.
Согласно общепризнанному мнению, продуктивные и воспроизводительные качества молочного скота определяются состоянием метаболического гомеостаза на разных этапах репродуктивного цикла и лактации (1-4). Особенно важно это положение для высокопродуктивных коров, у которых вектор обмена веществ направлен в первую очередь на реализацию генетического потенциала молочной продуктивности. К физиологическим особенностям таких животных относится их высокая чувствительность к дисбалансу биологически активных веществ и энергии и изменяющимся технологическим условиям содержания и эксплуатации, что влечет за собой глубокие нарушения в функциях эндокринной, иммунной, репродуктивной и других систем организма (5). Интеграция их адаптационных реакций на внутренние и внешние раздражители осуществляется центральной нервной системой, а характер функционирования указанных систем обусловлен типом высшей нервной деятельности (6).
Внешними проявлениями типологических особенностей нервной системы служат поведенческие реакции, которые в достаточной степени отражают силу, подвижность и уравновешенность нервных процессов (6), так как в основе формирования поведенческого акта любой степени сложности лежат интегративные свойства центральных нейронов (7, 8).
Наша цель заключалась в оценке особенностей биохимического статуса глубокостельных коров в зависимости от типа поведенческих реакций и показателей воспроизводительной способности после родов.
Методика. Объектом исследований служили 82 коровы черно-пестрой голштино-фризской породы в возрасте 4-6 лет со среднегодовой мо-
67
лочной продуктивностью за предшествующую лактацию 7-8 тыс. кг. Исследования проводились в 2012 году на базе ЗАО «Славянское» (Верховский р-н, Орловская обл.) в условиях беспривязного содержания животных. Рацион соответствовал зоотехническим нормам кормления.
Поведенческие реакции коров определяли за 45-60 сут до предполагаемого отела на основании наблюдений в течение 3 сут (каждое наблюдение занимало по 3 ч) до начала, во время и после кормления по методике В.И. Великжанина (9).
В четырех группах, на которые животных разделили по результатам определения отологической активности каждой коровы, за 30-45 сут до предполагаемого отела от 32 коров (по 8 из каждой группы) получали венозную кровь для оценки биохимического и гормонального статусов.
В пробах сыворотки и цельной крови оценивали содержание белков, мочевины, креатинина, общих липидов, холестерина, триглицеридов, глюкозы, молочной и пировиноградной кислот, минералов (Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu, Fe), витаминов А, E, связанного с белком йода (СБИ), малонового диальдегида (МДА), общих иммуноглобулинов, активность ферментов: аспартатаминотрансферазы (АсАТ), аланинаминотрансферазы (АлАТ), у-глутамилтрансферазы (ГГТ), щелочной фосфатазы (ЩФ), глутатионпе-роксидазы (ГПО), каталазы, бактерицидную активность сыворотки крови (БАСК) с помощью унифицированных методов (10). Определение содержания половых (прогестерон, эстрадиол-17р, тестостерон), кортикостероидных (кортизол) и тиреоидных (тироксин, трийодтиронин) гормонов осуществляли методом ИФА с применением диагностических систем фирм «Диагностические системы» и «Хема-Медика» (Россия).
Характер течения родов и послеродового периода учитывали, пользуясь стандартными приемами клинического исследования.
Полученные данные подвергали математической и статистической обработке в программе Statistica v. 5.0.
Результаты. После расчета среднего индекса отологической активности у каждой коровы животных условно разделили на четыре группы — ультраактивные (индекс 0,877+0,008), активные (0,777+0,009), пассивные (0,675±0,010) и инфрапассивные (0,525+0,023). В процентном соотношении они составили соответственно 24,8; 31,4; 19,8 и 24,0 %.
Было установлено, что для животных с активным типом поведения характерна достаточно высокая физиологическая функция плаценты, щитовидной и надпочечных желез. У этих особей содержание прогестерона в крови превышало таковое у животных инфрапассивного типа на 29,4 %, трийодтиронина — на 27,2 % и кортизола — на 13,9 % (табл. 1).
1. Гормональный статус глубокостельных коров черно-пестрой голштино-фризской породы с разным типом отологической активности (Х+х, ЗАО «Славянское», Верховский р-н, Орловская обл., 2012 год)
Гормон Группа животных
инфрапассивные | пассивные | активные | ультраактивные
Прогестерон, нмоль/л 7,65+1,15 9,18+0,85 9,90+1,09 9,67+0,82
Эстрадиол-17р, нмоль/л 0,69+0,05 0,62+0,04 0,67+0,07 0,65+0,07
Тестостерон, нмоль/л 2,42+0,23 2,81+0,14 2,56+0,15 2,47+0,15
Кортизол, нмоль/л 74,8+4,97 69,7+5,98 85,2+4,68 82,6+4,30
Тироксин, пмоль/л 17,1+0,59 17,4+0,70 16,7+0,83 16,8+1,06
Трийодтиронин, пмоль/л 3,34+0,29 3,48+0,29 4,25+0,36 3,52+0,33
Животные с ультраактивным типом поведения характеризовались высокой концентрацией в крови гормонов плаценты и надпочечных желез, а пассивного типа — только прогестерона.
При изучении биохимического статуса было выявлено, что у коров
68
активное уравновешенное поведение в сравнении с инфрапассивным сопряжено с повышением содержания глобулинов, иммуноглобулинов, мочевины, витаминов А и Е, связанного с белком йода, ростом активности АсАТ, ЩФ, БАСК и снижением концентрации глюкозы, пировиноградной кислоты, фосфора, цинка, МДА, уменьшением активности ГГТ, ГПО, каталазы (табл. 2).
Количество глобулинов в сыворотке крови у активных коров по сравнению с инфрапассивными было выше на 5,0 %, общих иммуноглобулинов — на 30,8 %, мочевины — на 15,8 %, что свидетельствовало о более интенсивном синтезе функциональных белков и высокой неспецифической резистентности. На последнее указывало также превышение бактерицидной активности сыворотки крови на 13,1 %.
2. Биохимический статус глубокостельных коров черно-пестрой голштино-фризской породы с разным типом этологической активности (Х+х, ЗАО «Славянское», Верховский р-н, Орловская обл., 2012 год)
Показатель
Группа животных
инфрапассивные | пассивные | активные | ультраактивные
Общий белок, г/л Альбумины, %
Общие глобулины, %
Общие иммуноглобулины, г/л Мочевина, ммоль/л Креатинин, мкмоль/л Общие липиды, г/л Холестерин, ммоль/л Триглицериды, ммоль/л Глюкоза, ммоль/л Лактат, ммоль/л Пируват, мкмоль/л Лактат/пируват Витамин А, мкмоль/л Витамин Е, мкмоль/л Кальций, ммоль/л Фосфор, ммоль/л Цинк, мкг%
Железо, мг%
СБЙ, мкг%
АсАТ, Е/л АлАТ, Е/л АсАТ/АлАТ ГГТ, Е/л ЩФ, Е/л
ГПО, мкмоль/(л* мин) Каталаза, мкмоль/(л*мин) МДА, мкмоль/л БАСК, %
76,40±1,28 75,32±2,92
45,85±1,41 43,16±2,18
54,20±1,19 56,80±1,53
24,65±1,42 31,79±3,43
4,43±0,20 5,02±0,34
84,40±4,77 93,40±6,60
2,40±0,13 2,24±0,21
3,04±0,12 2,82±0,28
0,17±0,03 0,13±0,03
2,63±0,13 2,39±0,06
1,72±0,02 1,67±0,04
107,70±11,10 78,30±11,60
16,0 21,3
1,22±0,34 1,55±0,33
11,90±1,40 16,10±1,79
2,54±0,03 2,58±0,04
2,05±0,08 1,90±0,05
296,40±27,60 273,00±13,70
20,90±0,18 20,99±0,22
9,13±0,44 9,41±0,36
62,00±4,89 75,60±11,97
20,20±1,52 21,70±2,01
3,07 3,49
20,50±2,63 17,00±1,93
90,80±11,16 110,60±10,49
15,73±0,19 14,66±0,73
36,66±1,12 34,75±1,33
1,86±0,09 1,63±0,12
56,84±5,16 66,08±4,07
77,57±1,49 75,54±2,17
44,06±1,46 46,99±2,11
56,90±1,36 53,00±1,83
32,24±2,21 26,89±1,50
5,13±0,30 4,46±0,14
84,30±6,24 75,80±4,64
2,53±0,10 2,43±0,16
3,29±0,20 3,00±0,16
0,12±0,02 0,18±0,03
2,25±0,08 2,53±0,12
1,69±0,03 1,74±0,05
71,30±12,30 110,00±10,90
23,7 15,8
1,70±0,31 1,37±0,15
16,00±1,27 13,20±1,97
2,60±0,04 2,51±0,03
1,93±0,04 2,04±0,04
260,70±19,90 297,30±36,20
20,80±0,25 20,91±0,15
10,63±0,44 9,91±0,74
73,00±6,10 59,60±5,72
21,90±0,90 22,30±0,88
3,34 2,67
15,20±0,40 22,80±2,66
112,60±7,42 99,80±7,31
14,48±0,84 15,22±0,50
35,45±1,02 36,62±0,98
1,63±0,10 1,95±0,13
64,28±3,29 58,52±4,49
Примечание. СБЙ — связанный с белком йод, АсАТ — аспартатаминотрансфераза, АлАТ — алани-наминотрансфераза, ГГТ — у-глутамилтрансфераза, ЩФ — щелочная фосфатаза, ГПО — глутатионпе-роксидаза, МДА — малоновый диальдегид, БАСК — бактерицидная активность сыворотки крови.
Пониженное содержание в крови глюкозы (на 16,9 %), пировиноградной кислоты (на 51,1%), цинка (на 13,7 %), фосфора (на 6,2 %), превышение индекса соотношения лактат/пируват (на 48,1 %) свидетельствовали об активных окислительно-восстановительных процессах в основном за счет повышения интенсивности анаэробного гликолиза.
Более высокие показатели активности АсАТ (на 17,7 %) и ЩФ (на
24,1 %) отражали основные метаболические пути интеграции белкового и углеводного обменов (АсАТ) и высокую интенсивность метаболических процессов в костной ткани у матери и плода (ЩФ).
Превышение содержания в крови связанного с белком йода (на
16,4 %), как и показатели гормонального фона, отражали активное функционирование щитовидной железы.
У коров с активным типом поведения концентрация МДА в крови
69
оказалась на 14,1 % ниже, чем у инфрапассивных животных, активность ГПО — на 8,6 %, каталазы — на 3,4 % ниже, а содержание витаминов Е и А — выше соответственно на 34,5 % и 39,3 %, что свидетельствует о стабильности процессов свободнорадикального окисления.
Для животных с пассивным (инертным) типом поведения был характерен метаболический статус, близкий к наблюдаемому у особей с активным типом. Небольшие различия отмечались только по содержанию креатинина (выше на 10,8 %), глюкозы (выше на 6,2 %), пировиноградной кислоты (выше на 9,8 %), витамина А (ниже на 9,6 %). В то же время метаболические и иммунологические показатели у коров с ультраактивным (неуравновешенным) поведением соответствовали таковым у инфрапассивных животных.
Выраженных различий в содержании магния, меди и марганца в крови у коров из разных групп не установили.
Таким образом, характер функционирования физиологических систем был одинаковым у животных двух крайних (инфрапассивные и ультраактивные) и двух средних (активные и пассивные) типов.
При анализе течения родов и послеродового периода, вызывающих перенапряжение нервной системы, нарушения физиологических процессов чаще всего регистрировали у животных с инфрапассивным и неуравновешенным ультраактивным типом поведения. Так, в группе инфрапассивных и ультраактивных коров задержание последа наблюдали в среднем у 23,7 % животных, тогда как среди активных и пассивных — у
17,9 %, послеродовой эндометрит — соответственно у 44,3 и 25,2 % особей. По степени устойчивости к родовым и послеродовым заболеваниям коровы распределялись в следующей последовательности: активные > пассивные > ультраактивные > инфрапассивные.
Итак, по особенностям функционирования физиологических систем организма идентичными оказываются инфрапассивные и ультраактивные животные (крайние типы), а также активные и пассивные животные (средние типы). Коровы со средними типами поведения более устойчивы к проявлению акушерской патологии. Гормонально-метаболические показатели крови у беременных коров отражают не только условия их кормления, содержания и эксплуатации, но и состояние адаптивных реакций со стороны нервной системы, выражающихся в типологических особенностях поведения. Поэтому крупногрупповое содержание животных, периодическое перемещение их из одной технологической группы в другую без учета типологических особенностей нервной системы и поведенческих реакций приводит к снижению репродуктивного (и продуктивного) потенциала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лейбова В.Б., Шапиев И.Ш., Лебедева И.Ю. Метаболическое состояние в конце периода раздоя у высокопродуктивных молочных коров с разной воспроизводительной способностью. Сельскохозяйственная биология, 2011, 6: 103-109.
2. Нежданов А.Г. Болезни органов размножения у крупного рогатого скота в свете современных достижений репродуктивной эндокринологии и патобиохимии. В сб. науч. тр.: Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики инфекционных болезней животных и птиц. Екатеринбург, 2008: 350-363.
3. Самохин В.Т. Профилактика нарушений обмена микроэлементов у животных. Воронеж, 2003.
4. Сафонов В.А. О метаболическом профиле высокопродуктивных коров при беременности и бесплодии. Сельскохозяйственная биология, 2008, 4: 64-67.
5. Шабунин С.В., Нежданов А.Г., Алехин Ю.Н. Проблемы профилактики бесплодия у высокопродуктивного молочного скота. Ветеринария, 2011, 2: 3-8.
70
6. Ипполитова Т.В. Типы высшей нервной деятельности, их связь с реактивностью и продуктивностью сельскохозяйственных животных. М., 1998.
7. Анохин П.К. Системные механизмы высшей нервной деятельности. М., 1979.
8. Функциональные системы организма /Под ред. К.В. Судакова. М., 1987.
9. Великжанин В.И. Методические рекомендации по использованию отологических признаков в селекции молочного скота. СПб, 2000.
10. Рецкий М.И., Шахов А.Г., Шушлебин В.И. и др. Методические рекомендации по диагностике, терапии и профилактике нарушений обмена веществ у продуктивных животных. Воронеж, 2005.
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Россельхозакадемии,
394087 Россия, г. Воронеж, ул. Ломоносова, 114-б, е-mail: [email protected], [email protected]
THE METABOLIC PROFILE OF LATE PREGNANT COWS OF VARIOUS ETHOLOGICAL ACTIVITY TYPES
E.V. Smirnova, A.G. Nezhdanov, M.I. Retsky, E.V. Bratchenko, N.E. Papin,
A.V. Stepanov, V.I. Shushlebin, G.G. Chusova
All-Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy, Russian Academy of Agricultural Sciences, 114-b, ul. Lomonosova, Voronezh, 394087 Russia, е-mail [email protected], [email protected]
Received April 1, 2013
Поступила в редакцию 1 апреля 2013 года
Abstract
It is known that highly productive animals are extremely sensitive to housing and service conditions changes that lead to serious disorders of endocrine, immune, reproductive and other functions. Integration of the adaptive responses, realized by central nervous system, depends on the higher nervous activity peculiarities. The complex of biochemical and hormonal blood indexes, characterizing metabolic status and stress resistance, were studied in the late pregnant Black and White Holstein-Friesian cows at age of 4-6 years with an average annual dairy efficiency of prior lactation of 7000-8000 kg (n = 82) and different types of behavior. The concentrations of proteins, urea, creatinine, total lipids, cholesterin, triglyceride, glucose, lactic and pyruvic acids, Ca, P, Mg, Zn, Mn, Cu, Fe, vitamins A, E, connected with iodine, malonic dialdehyde and total immunoglobulins, activity of aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase, y-glutamil transferase, alkaline phosphatase, glutathione peroxidase, catalase, bactericidal activity, content of sex (progesterone, estra-diol-17p, testosterone), corticosteroid (cortisol) and thyroid (thyroxin, triiodthyronin) hormones were determined in the whole blood and blood serum. The character of labor process was also analyzed. It is shown that infra-passive and ultra-active animals (extreme types) and passive animals (mean types) are identical according to the activity of physiological systems functioning. Cows with mean behavior types are more resistant to natal and postnatal pathologies. Consequently, large-group housing of animals, their periodical translocation from one technological group into another without taking into account typological peculiarities of their nervous systems and behavioral responses lead to decrease of their reproductive (and productive) potential.
Keywords: cow, behavior, hormonal-metabolic status, obstetrical pathology.
Новые книги
Лысов В.Ф. Практикум по физиологии и этологии животных. М.: изд-во «КолосС», 2010, 304 с.
Второе издание «Практикума по физиологии и этологии животных» отражает современный уровень развития физиологии как науки с учетом требований производственного процесса, а также последних достижений в области биохимии, биофизики и биотехнологии. В практикуме (соответствует программе по физиологии и этологии животных, утвержденной Министерством образования и науки РФ) изложены на современном методическом уровне в систематизи-
рованном виде формы и методики выполнения лабораторных и практических работ по физиологии и этологии животных в соответствии с закономерностями деятельности систем организма, а также принципы работы, возможности и правила использования приборов. Описаны методы исследования, методические приемы для оценки физиологических функций, поведения и адаптации животных. Предназначен для студентов высших учебных заведений по направлениям подготовки и специальностям «Ветеринария» и «Зоотехния», других биологических специальностей, слушателей ФПК — преподавателей высших учебных заведений.
71
