CC BY
14
УДК 636.232.082.455:612.11/12
ОПЛОДОТВОРЕННОСТЬ И БИОХИМИЧЕСКИЙ СТАТУС КРОВИ САМОК КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ПРИ ПРИМЕНЕНИИ НАНОКАРБОКСИЛАТОВ
М. А. ХОМЕНКО, Н. В. СЕБА, В. Г. КАПЛУНЕНКО
Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, г. Киев, Украина
(Поступила в редакцию 23.01.2018)
В статье рассматривается влияние комплексов нанокарбоксилатов микроэлементов на уровень оплодотворяемости и биохимический статус крови коров симментальской породы. Установленно, что комплекс в состав которого входят Ge, Cu, Mn, Cr, Se введен на 10-12 сутки полового цикла на 20 % способствует повышению оплодотворяемости коров. Кроме того, на 13 сутки после введения этого комплекса в сыворотке крови подопытных животных достоверно возрастает уровень глюкозы на 11,8 % (р<0,01) и холестерола на 31 (р<0,01).
Ключовые слова: оплодотворенность, нанокарбоксилаты, коровы, микроэлементы, холостерол.
In article the influence of complexes of nanocarboxylates of trace elements on the level of fertility and the biochemical status of blood of Simmental breed cows is considered. It is established that the complex consisting of Ge, Cu, Mn, Cr, Se introduced for 10-12 days of the sexual cycle by 20 °% contributes to an increase in the fertility of cows. In addition, on the 13th day after the introduction of this complex in serum of blood of experimental animals, the level of glucose significantly increases by 11,8 °% (p <0,01) and cholesterol by 31 °% (p <0,01).
Key words: fertility, nanocarboxylates, cows, trace elements, cholesterol.
Введение. Процесс воспроизводства является жизненно необходимым фактором, определяющим эффективность животноводства. В скотоводстве репродуктивная способность самок имеет важное значение для эффективного управления и производства в целом. В этой области скорость генетического прогресса медленная. Это связано с тем, что корова, в отличие от других животных, за год в лучшем случае имеет только одного теленка [9]. Низкий уровень воспроизводительной способности у коров на сегодняшний день является сложной и актуальной проблемой в скотоводстве, особенно это касается высокопроизводительных животных.
Анализ источников. Одной из причин нарушения репродуктивной функции является низкая оплодотворенность, которая зачастую является следствием гибели эмбриона на ранних этапах его развития. Наиболее критические периоды это период вылупления эмбриона на 9-11 сутки и имплантация эмбриона в эндометрий матки на 13-15 сутки [8]. Поскольку эмбрион после выхода из прозрачной оболочки попадает непосредственно в среду матки, необходимо, чтобы в этот период в организме животного был определенный гормональный и биохимиче-
ский статус, который будет способствовать приживлению эмбриона. Нарушение этого статуса достаточно часто вызвано дефицитом или низкой усвояемостью микроэлементов, которые являются важнейшими катализаторами обменных процессов и играют важную роль в воспроизведении крупного рогатого скота. Прежде всего они участвуют в синтезе гормонов, необходимых для размножения животных. Их дефицит влияет на выработку как стероидных, так и гормонов щитовидной железы [10].
На сегодняшний день чрезвычайно перспективным является использование в животноводстве нанокарбоксилатов микроэлементов, которые по сравнению с молекулярными формами, имеют гораздо более высокую способность стимулировать ассимиляционные процессы и благодаря высокой метаболической активности положительно влияют на биохимические реакции в организме [1].
Учитывая выше сказанное, целью нашего исследования было изучить влияние нанокарбоксилатов на оплодотворенность коров и проанализировать особенности изменений биохимического профиля коров на 13 день полового цикла.
Материалы и методы исследования. Исследования проводились на коровах симментальской породы в условиях ООО «Галекс-Агро», расположенном в Житомирской области, Украина. Животных в группы отбирали за последовательностью прихода в охоту, живой массой 600-650 кг и за среднегодовым удоем 5000-6000 кг молока. Таким образом, были сформированы четыре группы по 15 коров - три опытных и одна контрольная. Первой опытной группе вводили комплекс микроелементов в состав которого входили Se, Си, Мп, Сг, второй -ве, Си, Мп, Сг, Se и третий - ве, Си, Мп, Сг. Комплексы нанокарбоксилатов вводили на 10-12 день полового цикла под кожу в области за лопаткой. Контрольной группе по аналогичной схеме инъекцировали физиологический раствор (табл.1)
Таблица 1. Схема введения комплексов нанокарбоксилатов для стимуляции оплодотворяемости коров
Группа п Доза мл/кг Растворы для введения Дни полового цикла введения препаратов
Контрольна 15 0,02 Физиологический раствор 10-12-й день
I опытная 15 0,02 8е, Си, Мп, Сг 10-12-й день
II опытная 15 0,02 Ое, Си, Мп, Сг, 8е 10-12-й день
III опытная 15 0,02 Ое, Си, Мп, Сг 10-12-й день
Кроме того, для изучения характера физиолого-биохимических изменений в организме коров после инъекций комплексов нанокарбок-силатов были проведены биохимические исследования сыворотки крови коров. Для этого мы сформировали группы по 5 коров, которым
иньектировали комплексы нанокарбоксилатов согласно схемы (табл. 2).
Таблица 2. Схема отбора крови у коров на 13-й день после введения комплексов нанокарбоксилатов
Группа n, гол Растворы для введения Дни полового цикла
введения препаратов отбора крови
Контрольна 5 Физиологический раствор 10-12-й 13
I опытная 5 Se, Cu, Mn, Cr, 10-12-й 13
II опытная 5 Ge, Cu, Mn, Cr, Se 10-12-й 13
III опытная 5 Ge, Cu, Mn, Cr. 10-12-й 13
После инъекций у животных на 13 день полового цикла утром до кормления с хвостовой вены отбирали кровь для проведения биохимических исследований. С отобранной крови получали сыворотку путем естественного свертывания втечении 12 часов при комнатной температуре. Сгусток, который образовался, отделялся путем центрифугирования в течение 15 мин. Полученную сыворотку замораживали в азоте. Исследование биохимического состава крови было проведено в лаборатории Национального института рака с помощью автоматического биохимического анализатора Vitros-250 производства США с использованием набора реактивов Ortho-clinical diagnostics. Анализировали биохимические изменения по следующим показателям: глюкоза, мочевина, креатинин, мочевая кислота, холестерол, триглицерол, общий белок, аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), щелочная фосфатаза (ЩФ) и лактатдегидрогеназа (ЛДГ). Статистическую обработку полученных результатов проводили, используя программное обеспечение Microsoft Excel 2007, а вероятность разницы определяли с помощью критерия Стьюдента [4].
Результаты исследований. Анализ результатов опыта показал, что введение животным растворов нанокарбоксилатов на 10-й, 11-й, 12-й день полового цикла целесообразно, поскольку оплодотворенность коров опытных групп была значительно выше по сравнению с этим показателем в контрольных. Полученные результаты показаны в табл. 3.
Таблица 3. Оплодотворенность подопытных коров после введения комплексов нанокарбоксилатов на 10-12-й день после осеменения
Группа Количество животных, гол Количество животных, гол Оплодотворенность коров, %
стельные не стельные
Контрольна 15 9 6 60±12,6
I опытная 15 10 5 66,6±12,1
II опытная 15 12 3 80±10,3
III опытная 15 11 4 73,3±11,4
Как видно из таблицы, в контрольной группе наблюдается самый низкий уровень оплодотворяемости, который составляет лишь 60 %. Лучший результат 80 % было получено во второй опытной группе, животным которой иньектировали Ge, Си, Мп, Сг, Se. Разница между показателями контрольной и второй опытной групп составляет 20 %. Несколько ниже процент стельности 73,3 % был получено в третьей опытной группе, животным которой иньектировали раствор, в состав которого входило четыре микроэлемента: Ge, Си, Мп и Сг. Если сравнить результаты опытных групп, то самый низкий показатель оплодо-творяемости был в первой опытной группе, животным которой вводили комбинацию нанокарбоксилатов Se, Си, Мп, Сг. После ректального исследования в этой группе было выявлено 10 стельных коров и 5 нестельных. Оплодотворенность соответственно составляет 66,6 %, что лишь на 6,6 % выше в сравнении с показателем контрольной группы, причем разница недостоверная.
Из полученных результатов можно сделать вывод, что комплекс в состав которого входит Ge, Си, Мп, Сг, Se лучше стимулирует биологические процессы в организме, что в свою очередь способствует повышению оплодотворяемости коров. Кроме того, в этот период в организме животных происходит ряд морфофункциональных изменений, которые отражаются на биохимическом составе крови. Поэтому, чтобы более детально исследовать влияние нанокарбоксилатов микроэлементов на интенсивность протекания изменений в этот период, мы провели биохимический анализ крови подопытных животных.
Для исследований мы взяли основные показатели, отражающие обменные процессы в организме животных. Анализ показывает, что биохимические показатели по среднему значению в исследуемый период находились в пределах физиологической нормы.
Метаболические изменения в сыворотке крови коров второй опытной группы после введения нанокарбоксилатов на 13-й день после осеменения свидетельствуют, что содержимое альбуминов почти не отличалось от контроля, разница была в пределах 3 %. В то же время уровень холестерола был достоверно выше за контроль на 31 %. Также вырос уровень глюкозы на 11,79 % (р <0,01); триглицерола на 51,6 %; мочевой кислоты на 15 %; мочевины на 21,1 %; и общего белка на 14,32 %.
Сравнительный анализ биохимических показателей крови животных первой и контрольной групп показал, что в опытной группе увеличился уровень таких метаболитов, как глюкоза на 7,6 %; мочевина на 4,18 %; холестерол на 20,89 % (р <0,05) триглицеролы на 8,8 %; общий белок на 14,4 %. Уровень креатинина и мочевой кислоты снизился на 4,9 % и 0,5 % соответственно. В сыворотке крови животных третьей исследовательской группы повысилась концентрация глюкозы, мочевины, холестерола и общего белка, соответственно на 2,4 %;
5,6 %; 27,5 %; 5,5 % по сравнению с контрольной. Содержимое таких метаболитов, как креатинин, мочевая кислота и триглицерола снизился на 4,9 %; 8,9 % и 3,2 % соответственно.
По результатам диагностики стельности было установлено, что больше стельных коров было обнаружено во II опытной группе и оп-лодотворенность составляла 80 %, тогда как в I и III группах этот показатель был 60 %, а в контрольной 40 %. Следовательно, можно предположить что описанные выше изменения метаболического профиля являются наиболее благоприятными для приживления эмбрионов. Поэтому было целесообразно провести сравнительный анализ показателей второй опытной группы с первой и третьей. Одним из важнейших показателей углеводного обмена является глюкоза. Обмен этого метаболита в организме самок имеет значительное влияние на результативность всех этапов воспроизводительной функции. В. И. Шеремета и Н. С. Грунтковский установили, что от уровня глюкозы в крови зависит оплодотворенность и стельность животных [6]. При сравнительном анализе исследовательских групп между собой установлено, что во второй опытной группе уровень этого показателя был высокий и составляет 3,56 ммоль/л, что на 4,5 % и 9,6 % превышало первую и третью исследовательские группы. Повышение уровня глюкозы во второй группе вероятно обусловлено активацией энергетического обмена поскольку, в поддержку раннего развития эмбриона и на синтез гормонов организме расходуется большое количество энергии [5]. Кроме того, следует отметить, что во всех трех опытных группах уровень глюкозы имел тенденцию к повышению, что может быть результатом влияния на обмен этого метаболита меди и хрома, которые входят в состав комплексов. Индикаторами белкового обмена в организме служат мочевина и креатинин. Мочевина отвечает за интенсификацию обмена аминокислот, поскольку она является конечным продуктом их метаболитов [7]. Креатинин является конечным продуктом креатинфосфорной реакции, которая катализируется креатинкиназою и имеет обратное направление как его синтеза так и образования АТФ [2]. Во второй группе на 13-й день полового цикла повысился по сравнению с I и III группами уровень креатинина на 12,8 %, а также наблюдалась тенденция к росту содержания мочевины на 17,6 % и 16,3 %, соответственно. Уровень общего белка в опытных группа по сравнению с контрольной группой имел тенденцию к повышению. Сравнительный анализ этого метаболита и его фракций между исследовательскими группами указывает, что разница была в пределах 3 %. Такой результат может свидетельствовать, что исследуемые комплексы интенсифицируют белковый обмен, что способствует увеличению синтеза аминокислот, которые необходимы для развития эмбриона. Холестерол в крови свидетельствует о липидном обмене, и выполняет значительную роль в реализации воспроизводственной способности коров поскольку является предшественником стероидных гормонов.
Во всех трех группах концентрация этого метаболита имела тенденцию к повышению, что может быть связано с содержанием Марганца в комплексах нанокарбоксилатов. Этот микроэлемент выступает кофактором фермента, который стимулирует синтез холестерола [11]. В первой и третьей опытной группе уровень этого метаболита был на 12,8 % и 4,8 % ниже по сравнению со второй опытной.
Общеизвестно, что энзимы являются биологическими катализаторами, ускоряющими химические реакции в организме. Микроэлементы являются неотъемлемой частью энзимов, поскольку входят в их состав и выступают в роли кофактора [2]. В связи с вышесказанным мы провели исследование влияния комплексов микроэлементов на активность некоторых ферментов, а именно аспартатаминотрансфера-зы, аланинаминотрансферазы, щелочной фосфатазы и лактатдегидро-геназы (табл. 3).
Таблица 3 . Концентрация фермента в сыворотке крови коров на 13-й день полового цикла
Показатель 13 день полового цикла
контрольная I опытная II опытная III опытная
АсАТ, од/л 57,60±2,16 59±2,68 63,8±2,35 55,4±2,84
АлАТ, од/л 29±1,22 35,2±3,63 41±6,46 31,8±2,37
Щелочная фосфа-таза, од/л 68,4±4,7 74,8±19,78 54±5,63 83±10,29
ЛДГ, од/л 1585,4±48,01 1665,6±95,45 1703,6±42,6 1619±107,93
Аминотрансферазы - одни из важнейших биокатализаторов, основных метаболитов клетки и влияют на белковый, углеводный и жировой обмен. Кроме того, их используют как биохимические индикаторы физиологического статуса и стрессового состояния организма [3].
Проведенные исследования показали, что у коров второй опытной группы по сравнению с показателями контрольной, первой и третьей опытных групп возросла активность аспартатаминотрансферазы на 9,7 %; 7,5 % и 13,1 %, соответственно. Также наблюдалась тенденция к повышению активности аланинаминотрансферазы на 29,2 %; 14,1 % и 22,4 %, соответственно. Рост активности аминотрансфераз может быть связан со свойством микроэлементов активизировать перенос аминогрупп на пируват- и оксалоацетат с образованием новых аминокислот, которые используются для образования белка и как субстраты для метаболических процессов. Показатель активности щелочной фосфатазы в крови коров второй группы, напротив, снизился на 21 %; 27,8 % и 34,9 % по сравнению с контрольной, первой и третьей группой, что может свидетельствовать о влиянии комплекса Ge, Си, Мп, Сг, Se на регуляцию мембран и оптимизацию образования фосфорнокислого кальция.
Заключение. Подводя итоги исследований влияния комплексов нанокарбоксилатов микроэлементов на оплодотворенность и биохимический статус животных мы пришли к выводу, что комплекс, в состав которого входят Ge, Си, Мп, Сг, Se в предимплантационный пери-
од создает благоприятные условия для приживления эмбриона благодаря интенсификации обменных процессов в организме животных.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каплуненко, В. Г. Реальные перспективы использования достижений нанотехно-логий в ветеринарной практике / В. Г. Каплуненко, И. К Авдосьева., А. Г. Пащенко // Научно-технический бюллетень Института биологии животных и Государственного научно-исследовательского контрольного института ветпрепаратов и кормовых добавок. - 2014. - Вып. 15. № 4. - С. 252-260.
2. Кононский, А. И. Биохимия животных / А. И. Кононский. - М, 2006. - 454 с.
3. Лобойко, Ю. В. Активность аминотрансфераз в тканях однолеток карпа по инвазии эктопаразитами / Ю.В. Лобойко, В.В. Стибель // Ветеринарная медицина. - 2012. -№ 96. - С. 306-308.
4. Плохинский, Н. А. Руководство по биометрии для зоотехников / Н. А. Плохин-ский. - М: «Колос», 1969. - 256 с.
5. Семерунчик, А. Д. Изменения содержания глюкозы в сыворотке крови коров в течение беременности и в послеродовый период / А. Д. Семерунчик // Вестник Полтавской государственной аграрной академии. - 2013. - № 3. - С. 185-186.
6. Шеремета, В. И. Биохимические показатели крови самок крупного рогатого скота за использование биологически активных препаратов / В. И. Шеремета, Н. С. Грунтков-ский, В. Г. Каплуненко // Биология животных. - 2015. - т. 17. № 2. - С. 164-171.
7. Шеремета, В. И. Оплодотворенность коров в зависимости от содержания в крови глюкозы и мочевины во время искусственного осеменения / В. И. Шеремета, Н. С. Грунтковский // Вестник Львовского национального университета ветеринарной медицины и биотехнологий им. Гжицкого. - 2011. - Т. 13, № 4 (3). - С. 357-362.
8. Яблонский, В. А. Практическое акушерство, гинекология и биотехнология воспроизводства животных с основами андрологии / В. А. Яблонский. - К .: Цель, 2002. -319 с.
9. Ashworth CJ., Antipatis C. Micronutrient programming of development throughout gestation / CJ. Ashworth, C. Antipatis // Reproduction. - 2001. - Vol. 122. №. 4. Р. 527-535. (196)
10. Role of Trace elements in animals: a review/ Yatoo MI, Saxena A, Deepa PM, Habeab BP, Devi S, Jatav RS, Dimri U // Veterinary World. - 2013. - №6 (12). - Р. 963-967.
11. Ceruloplasmin and copper transport during the latter part of gestation in the rat / Lee SH. R. Lancey at al.// Proc Soc Exp Biol Med. - 1993. - Vol. 203(4). - Р. 428-439.
