Показатели антиоксидантной защиты организма молочных коров в зависимости от фазы лактации и физиологического состояния - Отраслевой портал Аграрная наука
Комментарии

Показатели антиоксидантной защиты организма молочных коров в зависимости от фазы лактации и физиологического состояния

Наряду с изучением показателей, характеризующих состояние обмена веществ в организме, актуальным является оценка про- и антиоксидантного статуса организма, показатели которого, как известно, взаимосвязаны со здоровьем животных, в том числе и состоянием, иммунной, репродуктивной системы. Неуклонно растет информация в области оксидативного стресса в животноводстве и ветеринарии, что указывает на важность антиоксидантной защиты организма (АОЗ) с нарушениями здоровья и продуктивности жвачных животных. Возрастает потребность во внедрении этих знаний в практические предложения для зоотехников и ветеринаров.

В случае негативных средовых воздействий в организме продуктивных животных наступают различные дисфункции, а затем и явления патологии, способные нанести урон отраслям животноводства. Окислительный стресс (ОС) — это состояние в живом организме, которое возникает при значительном дисбалансе между образованием активных форм кислорода (АФК) в клетке и антиоксидантами. ОC в организме может быть спровоцирован различными климатическими, технологическими и физиологическими факторами. Говоря о физиологических стрессах следует обратить внимание, что образование АФК в организме коров увеличивается не только в начале лактации, но и при переходе лактирующих животных с ранней лактации на среднюю, когда происходит большое количество метаболических и физиологических адаптаций, что может привести к дисфункции и воспалению организма хозяина.

Условия содержания животных влияют на уровень антиоксидантной защиты организма коров. Так, например, новотельные коровы с высокой плотностью посадки имели более высокий статус ОС, по сравнению с аналогами с низкой плотностью, что дополнительно приводило к большей проницаемости молочной железы.

Ухудшение репродуктивной способности млекопитающих в период стрессовых воздействий может быть также вызвано ОС и образованием излишнего для организма количества (АФК). Авторы указывают на различные физиологические и патологические функции в репродуктивных органах животных под действием ОС, в том числе крупного рогатого скота. Показано прямое влияние негативных изменений в АОЗ на качество ооцитов, фолликулярную жидкость, развитие желтого тела, раннее эмбриональное развитие и имплантацию эмбрионов. Другие исследователи также показали, что ОС играет определенную роль в патофизиологии бесплодия.

Существует взаимосвязь между антиоксидантными системами защиты и естественной резистентностью. Так, усиление свободнорадикальных реакций перекисного окисления липидов (ПОЛ) приводит к нарушению функции переработки антигенной информации и синтеза антител. В то же время ряд иммуномодуляторов блокирует ПОЛ плазматических и субклеточных мембран, предохраняя их от действия перекисей и свободных радикалов, образующихся особенно часто в метаболически активных клетках (макрофаги, нейтрофилы), и тем самым сохраняют нормальную структуру и функцию мембран.

Изучению процессов ПОЛ и АОЗ посвящены работы разных исследователей.  Рассматривается влияние применения различных форм биологически активных веществ (БАВ) на состояние антиоксидантной системы и интенсивность реакций ПОЛ в организме коров. Состояние антиоксидантной системы в организме животных оценивается при различных заболеваниях. Определены корреляции между содержанием аминокислот в сыворотке и метаболитов в молоке с показателями АОЗ.

Таким образом, стрессы различной этиологии способствуют нарушению АОЗ в организме крупного рогатого скота, вызывая различные нарушения метаболических процессов в организме. Изучение показателей АОЗ организма крупного рогатого скота различного физиологического состояния, фазы лактации и других факторов востребовано для своевременной оценки состояния здоровья животных и разработки референтных значений и мер специфической антиоксидантной терапии.

Цель и задачи исследований

Изучение показателей АОЗ в организме молочных коров в зависимости от месяца лактации и физиологического состояния.

Методика

Для реализации данной задачи в условиях Племенного завода «Ладожский» (Краснодарский край) в зимний период (2021 год) были отобраны пробы крови от коров следующих групп: 1. Сухостойные – 25 голов; коровы 1 месяца лактации – 17 голов; коровы 2 месяца лактации – 14 голов; коровы 3 месяца лактации – 13 голов; коровы 4 месяца лактации – 12 голов; коровы 5 месяца лактации – 23 головы, коровы 6-7 месяца лактации- 12 голов. В отделе физиологии и биохимии с/х животных ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста были проведены биохимические исследования и изучены показатели, характеризующие состояние антиоксидантной системы, по следующим методам: суммарное количество водорастворимых антиоксидантов (СКВА)- амперометрическим методом; концентрацию церулоплазмина (ЦП)- колориметрическим методом по Ревину; концентрацию продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП) – с использованием коммерческих наборов «ТБК-Агат» («Агат-Мед, Россия); общий антиоксидантный статус (ОАС) – с использованием коммерческих наборов Total antioxidant status (Randox Laboratories Ltd,); антиокислительную способность сыворотки крови (АОС) – колориметрическим методом; соотношение ТБК-АП/ЦП – расчетным методом.

Полученные данные обрабатывали биометрически методом дисперсионного анализа (ANOVA) в программе STATISTICA 10 («StatSoft, Inc.», США). Вычисляли среднеарифметические значения (М), среднеквадратическую ошибку (±MSE) и уровень значимости (р; различия считали статистически значимыми при р <  0,05).

Результаты

Оценивая уровень АОЗ организма молочных коров, наш выбор пал на определение концентрации церулоплазмина (ЦП), продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП), суммарного содержания водорастворимых антиоксидантов (СКВА), общего антиоксидантного статуса (ОАС) и антиокислительной активности сыворотки крови (АОС).

ЦП в настоящее время рассматривается в качестве одного из основных антиоксидантов плазмы крови. Помимо транспорта меди, он нейтрализует подобно супероксиддисмутазе радикалы О2, связывает ионы Fe2+ и Cu+, выводя их из реакции Фентона, которая является одной из ключевых в инициации процессов ПОЛ.

Определив концентрацию ЦП в организме коров в период сухостоя и в разные месяцы лактации, отмечено, что минимальный уровень наблюдался (208 мг/л) во второй половине лактации (6-7 месяц) (таблица 2). Затем наблюдалось некоторое повышение показателя, который достигал максимума в период раздоя (таблица 1). Мы отмечали достоверное снижение концентрации ЦП в организме коров 6-7 месяца лактации по сравнению с этим показателем в крови коров на раздое (таблицы 1-2).

Анализируя характер изменения такого показателя, как ТБК-АП, необходимо учитывать его приоритетное значение по сравнению с другими показателями ПОЛ, поскольку в состав ТБК-АП входит ряд высокореакционных соединений, действующих на все структуры клетки. Согласно современным данным, эти соединения обеспечивают многофакторное явление, которое определяется как эндогенная интоксикация.

Минимальная концентрация ТБК-АП, наблюдалась в организме сухостойных коров и составила 3,77 мкмоль/л. В период раздоя и в середине лактации показатель увеличивался (таблица 2), достигая максимума на 5 месяце лактации. Повышение уровня ТБК-АП у лактирующих коров, по сравнению с сухостойными, указывает на накопление в их организме продуктов ПОЛ в связи с ОС, связанными с физиологическим стрессом (отел). Это подтверждают исследования других авторов, которые показали, что образование АФК в организме коров увеличивается в начале лактации. Образование молока, как и уровень молочной продуктивности, также может влиять на изучаемые процессы.

К водорастворимым антиоксидантам относятся аскорбиновая кислота, лимонная кислота, никотиновая кислота, серосодержащие соединения (цистеин, гомоцистеин, липоевая кислота, бензойная кислота, церулоплазмин), фенольные соединения (полифенолы), флавоноиды, трансферрин, лактоферрин, альбумин, мочевина, мочевая кислота. Эти соединения осуществляют свою защитную функцию в цитозоле клеток, межклеточной жидкости, плазме крови, лимфе. Поэтому, суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов является показателем общей антиоксидантной защиты организма.

Изучая изменение показателя СКВА, мы отметили, что у сухостойных коров и новотельных животных в 1 месяц лактации показатель был на уровне 13 мг/л (таблица 1). На втором месяце лактации уровень СКВА снизился на 18,4 % (р ≤0,001) по сравнению с животными 1-го месяца. Пик показателя в значении 14,04 мг/л наблюдали на 4 месяце лактации, а затем констатировали вновь спад. Система АОЗ играет роль в нейтрализации образованных в этом процессе радикалов и с этим связано снижение уровня СКВА в крови лактирующих животных, по сравнению с сухостойными.

Сопряженность протекания процессов липопероксидации и АОЗ можно оценить, рассчитав соотношение ряда компонентов этих систем. Отношение ТБК-АП к ЦП в организме сухостойных животных, а также коров на раздое в силу высокой активности ЦП было ниже, чем у их аналогов в середине и конце лактации. Это указывает на то, что антиоксидантная система организма коров в сухостойный период и на раздое в целом адекватно реагирует на изменение интенсивности процессов ПОЛ. В процессе лактации происходит накопление продуктов ПОЛ и снижение концентрации ЦП в организме коров. Но при этом, уровень АОЗ поддерживается другими водорастворимыми антиоксидантами, что позволяет поддерживать общий антиоксидантный статус на одном уровне в процессе лактации.

Выводы

Полученные результаты указывают на изменения антиоксидантного статуса в организме коров в зависимости от физиологического состояния и месяца лактации. Наиболее значимые изменения в изучаемых показателях наблюдаются между сухостойными и лактирующими коровами. В организме коров в сухостойный период наблюдалась минимальная концентрация ТБК-АП (3,77 мкмоль/л) и ЦП (233 мг/л) и, наоборот, повышенное содержание СКВА (13,13 мг/л), по сравнению с дойными животными 2,3, 6-7 месяцев лактации. Выявленные закономерности послужат накоплению новых знаний для разработки практических приемов регуляции уровня свободно-радикальных реакций, в пределах биологических возможностей организма коров с различным физиологическим состоянием, что имеет большое практическое значение. Полученные результаты лягут в основу базы данных для разработки референтных значений показателей антиоксидантного статуса в организме молочных коров в зависимости от физиологического состояния и фазы лактации.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России, тема 121052600314-1.

Боголюбова Н.В., кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник, зав. отдела физиологии и биохимии с/х животных, ORCID  0000000205207022. E-mail: 652202@mail.ru

Рыков Р.А., старший научный сотрудник отдела физиологии и биохимии с/х животных, ORCID  0000000302288901. E-mail: 652202@mail.ru

«Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста» (ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста)».

УДК 612.017:612.664:636.22/.28

0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Еженедельная рассылка

Новости АПК и сельского хозяйства

Показать еще