CC BY
7
УДК 619: 636.2.034: 616-008.9
ПРОФИЛАКТИКА ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА У КОРОВ В ПЕРВЫЙ МЕСЯЦ ЛАКТАЦИИ
КИРЕЕВ И.В.,
доктор биологических наук, доцент, профессор, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет», (8652) 28-67-38, kireev-iv@mail.ru.
ОРОБЕЦ В.А.,
доктор ветеринарных наук, профессор, заведующий кафедрой, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет», (8652) 28-67-38, orobets@yandex.ru.
ХОРИШКО П.А.,
кандидат биологических наук, доцент, профессор, ФГБОУ ВО «Ставропольский государственный аграрный университет», (8652) 35-64-70, horishko1954@mail.ru.
Реферат. В статье представлены результаты изучения антиоксидантного статуса коров в первый месяц лактации и влияния нового препарата «Полиоксидол» на динамику активности ферментов из ферментативного звена системы антиоксидантной защиты, концентрацию продуктов перекисного окисления липидов в крови и показатели качества молока. В результате проведенных исследований установлено, что на последних сроках послеродового периода у коров наблюдается низкая активность супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, снижение уровня восстановленного глутатиона и повышенная концентрация диеновых конъюгатов и малонового диальдегида. Четырехкратное применение коровам препарата «Полиоксидол» внутримышечно в дозе 5 мл на 100 кг массы тела на первый, третий, седьмой и десятый дни с начала лактации позволяет нормализовать функциональную активность антиоксидантной системы и уменьшить уровень метаболитов свободнорадикальных реакций в крови. Установлено, что профилактика окислительного стресса на начальных этапах лактации положительно отражается на клиническом статусе коров и приводит к уменьшению частоты возникновения маститов, эндометритов, задержаний последа и субъинволюции матки, а также положительно отражается на ветеринарно-санитарных показателях молока. При этом, в ом числе с учетом снижения уровня заболеваемости, повышается содержание жира и белка, уровень сухого обезжиренного молочного остатка, достоверно уменьшается количество соматических клеток.
Ключевые слова: коровы, окислительный стресс, антиоксидантная система, профилактика, качество молока.
PREVENTION OF OXIDATIVE STRESS IN COWS IN THE FIRST MONTH OF LACTATION
KIREEV I.V.,
Doctor of Biological Sciences, Associate Professor, Professor, Stavropol State Agrarian University, (8652) 28-67-38, kireev-iv@mail.ru.
OROBETS V.A.,
Doctor of Veterinary Sciences, Professor, Head of Department, Stavropol State Agrarian University, (8652) 28-67-38, orobets@yandex.ru.
CHORISCHKO P.A.,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Professor, Stavropol State Agrarian University, (8652) 35-64-70, horishko1954@mail.ru.
Essay. The article presents the results of studying the antioxidant status of cows in the first month of lactation and the effect of the new drug "Polyoxidol" on the dynamics of enzyme activity from the
enzymatic link of the antioxidant defense system, the concentration of lipid peroxidation products in the blood and milk quality indicators. As a result of the studies, it was found that in the last stages of the postpartum period, cows have low activity of superoxide dismutase and glutathione peroxidase, a decrease in the level of reduced glutathione and an increased concentration of diene conjugates and malondialdehyde. Quadruple use of the drug "Polyoxidol" intramuscularly in cows at a dose of 5 ml per 100 kg of body weight on the first, third, seventh and tenth days from the beginning of lactation allows to normalize the functional activity of the antioxidant system and reduce the level of metabolites of free radical reactions in the blood. It has been established that the prevention of oxidative stress at the initial stages of lactation has a positive effect on the clinical status of cows and leads to a decrease in the incidence of mastitis, endometritis, retention of the placenta and subinvolution of the uterus, and also has a positive effect on the veterinary and sanitary indicators of milk. At the same time, including taking into account the decrease in the level of morbidity, the content of fat and protein, the level of dry skimmed milk residue increases, and the number of somatic cells significantly decreases.
Keywords: cows, oxidative stress, antioxidant system, prevention, milk quality.
Введение. Молочное скотоводство - это интенсивно развивающийся сектор животноводства нашей страны, в задачи которого входит обеспечение качественной продукцией населения государства в достаточном количестве. С учетом современных экономических реалий без внедрения наукоемких инновационных решений в процесс производства молока добиться выполнения данной задачи практически невозможно. На эффективность отрасли влияет множество факторов, в том числе, среди главных - качество ветеринарного обеспечения в условиях промышленных технологий содержания крупного рогатого скота.
Заболевания, связанные с нарушением метаболических процессов в организме сельскохозяйственных животных, наносят большой экономический ущерб агропромышленному комплексу [6]. Наиболее значимыми составляющими снижения рентабельности комплексов по производству молока является высокая заболеваемость коров, снижение продуктивности, уменьшение или полная утрата репродуктивного потенциала, изменение сроков эксплуатации животных и дополнительные затраты на лечение [5]. Соответственно, возникает острая необходимость в разработке эффективных схем и методов проведения профилактических мероприятий, направленных на нормализацию внутреннего гомеостаза молочного скота.
Процессы свободнорадикального окисления постоянно протекают в организме млекопитающих и выполняют множество физиологических функций. С их участием, например, осуществляется запрограммированная гибель клеток, а также реализуются некоторые механизмы защиты от инфекций [12, 13]. В небла-
гоприятных условиях под воздействием ряда этиологических факторов данные процессы приобретают патологическое течение с накоплением в организме в значительных количествах свободных радикалов и токсичных метаболитов окислительно-восстановительных реакций [9, 10, 13]. Такое изменение свободно-радикального статуса организма определяется как окислительный стресс, который, по данным отечественных и зарубежных исследователей, может выступать в качестве пускового механизма при возникновении ряда заболеваний животных, в том числе маститов [7], аку-шерско-гинекологических патологий [7], поражения дистальных отделов конечностей [8], гепатозов [2, 3], кардиопатологий [15] и множества других болезней.
Имеются сведения о том, что окислительный стресс имеет тенденцию к развитию в наиболее сложные периоды жизнедеятельности и эксплуатации сельскохозяйственных животных [11]. Безусловно, одним из таковых является начало лактации у коров, обусловливающее возникновение многочисленных метаболических сдвигов [1, 14]. Именно этим продиктована цель нашего исследования, заключавшаяся в оценке интенсивности свобод-норадикальных процессов у животных на ранних этапах продукции молока и оценка эффективности схемы профилактики окислительного стресса у животных с применением антиоксидантного препарата «Полиоксидол».
Материал и методика. Исследования выполнены при поддержке финансирования в рамках реализации гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - докторов наук МД-2672.2022.5. Эксперименты по
определению антиоксидантного статуса коров и испытанию эффективности профилактики окислительного стресса проводили на базе ООО «Хлебороб» Петровского района Ставропольского края. Все исследования проведены в весенний период. В опытах использовали коров ярославской голштинизированной породы возрастом 3-5 лет, со средним суточным удоем 28,11±2,34 кг и средней массой тела 492,4±32,82 кг. В качестве основных маркеров анализировали в крови уровень активности супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, количество восстановленного глутатиона, концентрации малонового диальдегида и диеновых конъюгатов. В процессе клинического наблюдения отмечали заболеваемость животных в период исследования, молочную продуктивность и показатели качества молока. Сформировали две группы коров по пятнадцать особей в каждой. Животным из перовой группы с целью нормализации антиоксидант-ного статуса лекарственных средств не назначалось, а во второй группе внутримышечно четырехкратно: на первый, третий, седьмой и десятый дни с начала лактации водили препарат «Полиоксидол» из расчета 5 мл на 100 кг массы тела. Препарат «Полиоксидол» разработан на кафедре терапии и фармакологии Ставропольского ГАУ и представляет собой водорастворимый комплекс для инъекций [4]. Для установления уровня активности ферментативного звена системы антиоксидантной
защиты и концентрации продуктов перекис-ного окисления производили отбор проб крови для лабораторного исследования за семь суток до предполагаемых родов, через семь, пятнадцать и тридцать суток после начала лактации. Биохимические исследования выполнялись на базе Научно-диагностического и лечебно-ветеринарного центра, а оценка качества молока в условиях лаборатории ветери-нарно-санитарной экспертизы Ставропольского ГАУ. Статистическую обработку полученных данных производили при помощи персонального компьютера и пакета прикладных программ «STATISTICA 6.0» («Stat-Soft», США).
Результаты исследований. Результаты лабораторного исследования крови указывают на напряженность антиоксидантного статуса ковров на завершающем этапе послеродового периода (таблица 1). Это выражается в низкой активности ферментов из ферментативного звена системы антиоксидантной защиты и высоким уровнем метаболитов перекисного окисления липидов. Послеродовой период и начало лактации у коров явилось фактором снижения функциональных показателей анти-оксидантной системы. Так, в пробах крови коров из первой группы, исследованных через семь суток после родов, отмечено снижение уровня активности супероксиддисмутазы (SOD) на 20,4% (P=0,005) по сравнению с исходными данными.
Таблица 1 - Показатели антиоксидантного статуса коров, n=1 5
Группа SOD, ед. акт./мг Нв GPX, мкМ G-SH/л мин103 G-SH, ммоль/л DK, ед. опт. пл. / мг липи-дов MDA, мкмоль/л
За семь суток до родов
1 0,54±0,03 6,49±0,37 0,23±0,02 0,56±0,04 1,62±0,09
2 0,69±0,04 7,19±0,42 0,27±0,03 0,48±0,03 1,49±0,07
Через семь суток после начала лактации
1 0,43±0,02 5,62±0,29 0,20±0,02 0,64±0,04 1,78±0,09
2 0,92±0,06* 8,61±0,49* 0,24±0,02 0,42±0,03* 1,54±0,06
Через пятнадцать суток после начала лактации
1 0,47±0,03 5,87±0,33 0,22±0,02 0,69±0,05 1,92±0,14
2 0,88±0,07* 9,11±0,72* 0,30±0,02* 0,39±0,03* 1,26±0,07*
Через тридцать суток после начала лактации
1 0,58±0,03 6,73±0,39 0,26±0,02 0,50±0,04 1,69±0,11
2 0,79±0,05* 8,37±0,56* 0,33±0,02* 0,35±0,02* 1,11±0,09*
Р<0,05 - Разница между группами статистически достоверна
*
В это время во второй группе данный показатель увеличился на 33,3% и достоверно превышал значения, зафиксированные в первой группе, в 2,13 раза. Дальнейшая динамика активности данного энзима у интактных животных была направлена на увеличение, но при этом сохранялась статистически обоснованная разница между группами. Уровень активности глутатионпероксидазы (GPX) также снизился в первой группе в течение первой недели лактации на 13,4%, а во второй группе возрос на 19,7%, чем была обусловлена достоверная разница между животными, которым вводили препарат «Полиоксидол» и контрольными. При этом, значения данного маркера, установленные у коров из второй группы, статистически достоверно превышали значения определенные в первой группе через семь, пятнадцать и тридцать суток после начала лактации на 53,2%, 55,2% и 24,3%, соответственно. Концентрация восстановленного глута-тиона ^^Ц) в начале лактации снизилась в обеих группах (на 11-13%) после чего отмечена определенная нормализация по данному показателю. Более выраженное увеличение наблюдалось во второй группе, что привело к статистически достоверным отличиям к пятнадцатым суткам лактации, при которых обсуждаемый параметр в первой группе был ниже по сравнению со второй на 36,4%, а через месяц после ее начала - на 26,9%.
Содержание диеновых конъюгатов (ОЮ) в крови коров из первой группы увеличивалось
в первые пятнадцать суток (на 23,2%), а у животных из второй группы, наоборот - уменьшалось на протяжении всего периода наблюдения (на 22,9%). Этим было обусловлено то, что через семь, пятнадцать и тридцать суток после начала лактации статистически достоверная разница между группами составляла 34,4%, 43,5% и 26,0%, соответственно. Концентрация малонового диальдегида (MDA) после родов повысилась у всех животных (в первой группе на 9,9%, во второй - на 3,4%), но начиная с пятнадцатых суток отмечена обратно пропорциональная динамика между контрольной и опытной группами. Так, в первой группе на данном этапе эксперимента установлено повышение на 18,5%, а во второй -снижение на 15,4%, чем обоснована достоверная разница между ними в 34,4%.
При исследовании молока (таблица 2) установили, что сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) через пятнадцать суток после начала лактации в среднем был больше во второй группе на 1,02%, а через тридцать суток - на 2,58%, по сравнению с первой группой. Отмечено, что у коров, которым вводили препарат «Полиоксидол» с профилактической целью, были выше показатели жирности молока (на 0,26% через пятнадцать суток и на 0,21% через 30 суток) и содержалось большее количество белка (на 0,24% через пятнадцать суток и на 0,22% через 30 суток), а также были лучше плотность и кислотность.
Таблица 2 - Показатели качества молока и заболеваемость коров в первый месяц лактации, п=15_
Показатель Через 15 суток после начала лактации Через 30 суток после начала лактации
1 группа 2 группа 1 группа 2 группа
СОМО, % 8,84±0,26 8,93±0,32 8,92±0,19 9,15±0,24
Жир, % 3,62±0,11 3,88±0,13 3,71±0,10 3,92±0,14
Белок, % 3,23±0,09 3,47±0,06 3,31±0,08 3,53±0,10
Плотность, кг/м3 1024±0,21 1026±0,16 1024±0,19 1027±0,13
Кислотность, °Т 16,2±0,96 17,5±1,03 16,9±0,19 17,7±0,89
Количество соматических клеток, тыс/см3 1431,2±92,4* 1150,6±62,6 898,1±42,7 830,4±56,1
Количество заболевших животных, клинических случаев
Патология 1 группа 2 группа
Задержание последа 2 1
Мастит 1 1
Эндометрит 1 -
Субъинволюция матки 1 -
* Р<0,05 - Разница между группами статистически достоверна
Установлено, что в молоке коров из первой группы через пятнадцать суток после начала лактации содержалось достоверно большее количество соматических клеток (на 19,7%) чем у животных из второй группы, что на наш взгляд обусловлено разницей по уровню заболеваемости в послеродовой период. Так, в первой группе регистрировалась патология репродуктивной системы и молочной железы в пяти случаях, а во второй группе - в двух случаях.
Выводы. В результате проведенного эксперимента установлено, что у коров на последних сроках беременности наблюдается депрессия системы антиоксидантной защиты организма, а начало лактации провоцирует
развитие окислительного стресса со снижением активности антиоксидантных ферментов, понижением уровня восстановленного глута-тиона и повышением концентрации продуктов перекисного окисления липидов. Применение с профилактической целью нового антиокси-дантного препарата «Полиоксидол» из расчета 5 мл на 100 кг массы тела на первый, третий, седьмой и десятый дни с начала лактации позволяет нормализовать антиоксидантный статус животных и способствует снижению частоты проявления акушерско-гинекологичес-ких заболеваний в послеродовой период, а также положительно отражается на показателях качества молока.
Список использованных источников
1. Латентные нарушения метаболизма и риск развития патологии крови и печени в транзитный период у коров / Ю.Н. Алехин, В.И. Моргунова, Л.Н. Каширина, Ю.Е. Суханова // Ветеринарный фармакологический вестник. - 2019. - № 3 (8). - С. 105-116.
2. Интенсивность свободнорадикального окисления липидов при жировом гепатозе коров / В.А. Гринь, Е.В. Кузьминова, А.А. Абрамов, М.П. Семененко // Ветеринария Кубани. - 2019. -№ 5.- С. 10-11.
3. Денисенко Т.С. Влияние димикара на динамику показателей крови, характеризующих функциональное состояние печени // Вестник АПК Ставрополья. - 2018. - № 1 (29). - С. 34-38.
4. Пат. 2538666 Российская Федерация, МПК9 A 61 K 31/4412, A 61 K 31/375, A 61 K 33/04, A 61 P 3/00. Препарат для нормализации процессов перекисного окисления липидов у животных / Киреев И.В., Оробец В.А., Беляев В.А., Серов А.В., Скрипкин В.С., Веревкина М.Н., Чернова Т.С., Раковская Е.В.; заявитель и патентообладатель ООО НПО "Юг-Биовет". - № 2013111243/15; заявл. 12.03.13; опубл. 10.01.15, Бюл. № 1.
5. Перова Н.А., Головин А.В. Влияние гидрогенизированного и фракционированного жиров на рубцовый метаболизм, биохимический статус крови и продуктивность молочных коров // Молочное и мясное скотоводство. - 2022. - № 1. - С. 37-42.
6. Самбуров Н.В., Кибкало Л.И., Лебедько ЕЯ. Оценка состояния метаболизма у высокопродуктивных коров // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. -2012. - № 1. - С. 83-86.
7. Свободнорадикальное окисление липидов и репродуктивное здоровье коров / В.А. Сафонов, А.Г. Нежданов, М.И. Рецкий и др. // Сельскохозяйственная биология. - 2014. - Т. 49. - № 6. - С. 107-115.
8. Ярован Н.И., Смагина Т.В. Анализ причин возникновения заболеваний копытец у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса // Вестник Орловского государственного аграрного университета. - 2015. - № 5 (56). - С. 74-77.
9. Betteridge D.J. What is oxidative stress? // Metabolism. - 2000. - Vol. 49 (2). - P. 3-8.
10. Dröge W. Free radicals in the physiological control of cell function // Physiological reviews. -2002. - Vol. 82 (1). - P. 47-95.
11. Relationship between inflammatory biomarkers and oxidative stress with uterine health in dairy cows with different dry period lengths / N. Mayasari, E. Trevisi, A. Ferrari [et all.] // Translational animal science. - 2019. - Vol. 3 (2). - P. 607-619.
12. Stoian I, Oros A, Moldoveanu E. Apoptosis and free radicals // Biochemical and molecular medicine. - 1996. - Vol. 59 (2). - P. 93-97.
13. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease / M. Valko, D. Leibfritz, J. Moncol i dr. // The international journal of biochemistry & cell biology. - 2007. - Vol. 39 (1). - P. 44-84.
14. Effects of Parity and Stage of Lactation on Trend and Variability of Metabolic Markers in Dairy Cows / L.L. Walter, T. Gärtner, E. Gernand i dr. // Animals: an open access journal from MDPI.
- 2022. - Vol. 12 (8). - P. 1008.
15. The molecular mechanisms associated with the physiological responses to inflammation and oxidative stress in cardiovascular diseases / S. Zhazykbayeva, S. Pabel, A. Mügge i dr. // Biophysical reviews. - 2020. - Vol. 12 (4). - P. 947-968.
Spisok ispoFzovanny'x istochnikov
1. Latentny'e narusheniya metabolizma i risk razvitiya patologii krovi i pecheni v tranzitny'j period u korov / Yu.N. Alexin, V.I. Morgunova, L.N. Kashirina, Yu.E. Suxanova // Veterinarny'j farmakologicheskij vestnik. - 2019. - № 3 (8). - S. 105-116.
2. Intensivnosf svobodnoradikalnogo okisleniya lipidov pri zhirovom gepatoze korov / V.A. Grin', E.V. Kuzminova, A.A. Abramov, M.P. Semenenko // Veterinariya Kubani. - 2019. - № 5. - S. 10-11.
3. Denisenko T.S. Vliyanie dimikara na dinamiku pokazatelej krovi, xarakterizuyushhix funkcionalnoe sostoyanie pecheni // Vestnik APK Stavropol'ya. - 2018. - № 1 (29). - S. 34-38.
4. Pat. 2538666 Rossijskaya Federaciya, MPK9 A 61 K 31/4412, A 61 K 31/375, A 61 K 33/04, A 61 P 3/00. Preparat dlya normalizacii processov perekisnogo okisleniya lipidov u zhivotny'x / Kireev I.V., Orobecz V.A., Belyaev V.A., Serov A.V., Skripkin V.S., Verevkina M.N., Chernova T.S., Rakovskaya E.V.; zayavitef i patentoobladateP OOO NPO "Yug-Biovet". - № 2013111243/15; zayavl. 12.03.13; opubl. 10.01.15, Byul. № 1.
5. Perova N.A., Golovin A.V. Vliyanie gidrogenizirovannogo i frakcionirovannogo zhirov na rubczovy'j metabolizm, bioximicheskij status krovi i produktivnosf molochny'x korov // Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. - 2022. - № 1. - S. 37-42.
6. Samburov N.V., Kibkalo L.I., Lebedko E.Ya. Ocenka sostoyaniya metabolizma u vy'so-koproduktivny'x korov // Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skoxozyajstvennoj akademii. - 2012. -№ 1. - S. 83-86.
7. Svobodnoradikalnoe okislenie lipidov i reproduktivnoe zdorove korov / V.A. Safonov, A.G. Nezhdanov, M.I. Reczkij i dr. // Sel'skoxozyajstvennaya biologiya. - 2014. - T. 49. - № 6. - S. 107115.
8. Yarovan N.I., Smagina T.V. Analiz prichin vozniknoveniya zabolevanij kopy'tecz u vy'sokoproduktivny'x korov v usloviyax promy'shlennogo kompleksa // Vestnik Orlovskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2015. - № 5 (56). - S. 74-77.
9. Betteridge D.J. What is oxidative stress? // Metabolism. - 2000. - Vol. 49 (2). - P. 3-8.
10. Dröge W. Free radicals in the physiological control of cell function // Physiological reviews. -2002. - Vol. 82 (1). - P. 47-95.
11. Relationship between inflammatory biomarkers and oxidative stress with uterine health in dairy cows with different dry period lengths / N. Mayasari, E. Trevisi, A. Ferrari [et all.] // Translaional animal science. - 2019. - Vol. 3 (2). - P. 607-619.
12. Stoian I, Oros A, Moldoveanu E. Apoptosis and free radicals // Biochemical and molecular medicine. - 1996. - Vol. 59 (2). - P. 93-97.
13. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease / M. Valko, D. Leibfritz, J. Moncol i dr. // The international journal of biochemistry & cell biology. - 2007.
- Vol. 39 (1). - P. 44-84.
14. Effects of Parity and Stage of Lactation on Trend and Variability of Metabolic Markers in Dairy Cows / L.L. Walter, T. Gärtner, E. Gernand i dr. // Animals: an open access journal from MDPI.
- 2022. - Vol. 12 (8). - P. 1008.
15. The molecular mechanisms associated with the physiological responses to inflammation and oxidative stress in cardiovascular diseases / S. Zhazykbayeva, S. Pabel, A. Mügge i dr. // Biophysical reviews. - 2020. - Vol. 12 (4). - P. 947-968.
