Некоторые аспекты антиоксидантной защиты в организме молодняка крупного рогатого скота
Расширение показателей, характеризующих состояние здоровья животных, — актуальная задача для науки и практики. Здоровье молодняка животных определяет в будущем получение здорового стада и качественной животноводческой продукции. Своевременная профилактика заболеваний молодняка положительно отражается на экономической составляющей эффективности отраслей животноводства. Наряду с биохимическими показателями крови, характеризующими различные виды обмена в организме, интерес представляет определение показателей антиоксидантной защиты, поскольку эта система организма способствует нейтрализации активных форм кислорода (АФК).
Стрессы различной этиологии, влияющие на организм животных в процессе технологического цикла, способствуют возникновению окислительного стресса, при котором происходят дисбаланс и расходование антиоксидантов. Поскольку процессы антиоксидантной защиты (АОЗ) связаны с иммунитетом, то велика роль созревания физиологически полноценной антиоксидантной системы в формировании статуса здоровья и устойчивости к заболеваниям различной этиологии у молодняка животных. И, наоборот, незрелость системы антиоксидантной защиты (АОЗ) предрасполагает развитие оксидативного стресса и связанных с ним патологических состояний.
Влияние на организм молодняка факторов экзогенной (условия среды, кормления, содержания, ветеринарные мероприятия) и эндогенной (физиологические изменения) природы усугубляет процессы активной адаптации животных к новым условиям среды обитания. Интенсификация процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и снижение ресурсов АОЗ в организме интенсивно растущих животных могут привести к значительному увеличению «цены адаптации» и негативным изменениям системы приспособительных возможностей организма, срыву адаптационных механизмов.
Авторы отмечали изменение состояния АОЗ в организме молодняка в зависимости от минерального обмена, технологических стрессов, в частности транспортировки, заболеваний. Другие исследователи предлагают корректировать физиолого-биохимический и антиоксидантный статус в организме молодняка в раннем постнатальном онтогенезе с использованием алиментарных факторов.
Несмотря на большое биологическое значение, процессы ПОЛ и состояние АОЗ организма при развитии адаптационных механизмов у молодняка, а также их взаимосвязь с биохимическими показателями крови изучены недостаточно. В связи с этим представляет интерес изучение показателей АОЗ в организме животных разных возрастов, а также взаимосвязи между ними и биохимическими показателями крови.
Цели исследований — определение биохимических показателей, характеризующих антиоксидантный статус молодняка крупного рогатого скота (КРС) с возрастом, и определение корреляций между этими показателями и индикаторами обменных процессов.
Материал и методы исследования
Для реализации данной цели в лаборатории физиологии и биохимии сельскохозяйственных животных Всероссийского института животноводства им. Л.К. Эрнста были изучены биохимические показатели крови, характеризующие состояние антиоксидантной системы организма молодняка различного возраста. Пробы крови отобраны в хозяйстве «Племенной завод “Ладожский”» (Краснодарский край, Россия) в зимний период 2022 года. Протокол исследования на животных был одобрен биоэтической комиссией ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста (протокол от 20 марта 2023 года № 2).
Рационы животных были сбалансированы по нормам кормления.
Схема исследований представлена в таблице 1.
Определяли показатели антиоксидантного статуса: суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов (СКВА) – амперометрическим методом на приборе «ЦветЯуза-01-АА» с амперометрическим детектором («Химавтоматика», Россия), общий антиоксидантный статус (ОАС) с использованием коммерческого набора Randox (NX2332), концентрацию продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП) с использованием наборов «Агат-Мед» (Россия), активность церулоплазмина (ЦП) по методу Ревина, активность пероксидазы (КФ 1.11.1.7.).
С целью установления корреляционных взаимосвязей с состоянием обменных процессов были определены биохимические показатели крови и клинические показатели в организме. Исследования проводили на автоматическом биохимическом анализаторе ERBA XL-640 (ERBA, Lachema s. r. o., Чешская Республика) с использованием системных реагентов ERBA. Гематологические показатели (содержание эритроцитов, гемоглобина и показатель гематокрит) определены на анализаторе гематологическом ABC VET (HORIBA ABX Diagnostics Inc, Франция) с использованием реагентов «Юнигем» (Россия). Содержание меди и цинка исследовали на атомно-адсорбционном спектрометре (с электротермической атомизацией) ZEEnit 650 P (Analytik Jena AG, Германия), пробоподготовку осуществляли при помощи системы микроволнового разложения проб Milestone Ethos Easy (Италия).
Математическую и статистическую обработку результатов проводили с применением программных пакетов Microsoft Office Excel 2003, Statistica 10 (Statistica 13RU, StatSoft, США) с использованием методов описательной статистики, дисперсионного анализа (ANOVA), корреляционного анализа по Пирсону. Отличия являлись статистически достоверными при р < 0,05, высокодостоверными – при р < 0,01, р < 0,001.
Результаты и обсуждение
Активность свободнорадикального окисления липидов оценивают по накоплению продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ), которые определяют количеством ТБК-АП или в форме малонового диальдегида. Повышение их концентрации свидетельствует об активации процессов ПОЛ в организме или о снижении его антиоксидантной защиты. Пониженная или стабильная концентрация продуктов ПОЛ в крови свойственна здоровому организму с хорошо функционирующей антиоксидантной защитой.
Анализируя содержание продуктов ПОЛ в организме исследованных животных, отмечено, что в возрасте одного и трех месяцев их концентрация была на уровне 2,39-2,38 мкМ/л. К шестому месяцу это значение достоверно повысилось на 24,7% и 25,2% (р ≤ 0,01) и оставалось на таком уровне в организме нетелей. Это указывает на накопление продуктов ПОЛ с возрастом. При этом уровень СКВА в крови бычков возрастом шести месяцев оказался на минимальной отметке 13,04 мг/л, что достоверно ниже, чем в крови месячных телят (на 36,76% при р ≤ 0,001) и трех-четырех месяцев (на 19,26% при р ≤ 0,01). На снижение уровня АОЗ в группе животных шести месяцев указывает и тенденция к снижению ОАС и активности пероксидазы. При этом за счет высокого уровня церулоплазмина отношение ТБК к ЦП находилось на уровне показателей других групп (табл. 2).
Можно предположить, что в этом возрасте происходят гормональные перестройки в организме животных. Как известно, процессы антиоксидантной защиты взаимосвязаны со здоровьем животных, в том числе и состоянием иммунной системы. На выборке данных, полученных от молодняка в возрасте одного, трех-четырех и шести-семи месяцев проведен двухфакторный дисперсионный анализ по влиянию пола и возраста на некоторые изученные показатели ПОЛ и АОЗ (табл. 3).
Результаты показали, что фактор пола не оказал влияния на изучаемые показатели, при этом возраст животных оказал достоверное влияние (p ≤ 0,001) на содержание ТБК-АП, церулоплазмина, СКВА и ОАС.
Проведя подсчет коэффициентов корреляций по Пирсону по всей выборке животных, были обнаружены корреляции между индикаторами обменных процессов и показателями АОЗ слабой степени (табл. 4). Перечень биохимических показателей, связанных положительно или отрицательно с АОЗ, сравнительно небольшой. Наблюдали положительные корреляции средней степени между содержанием церулоплазмина и глобулинов. Это объясняется тем, что церулоплазмин является медьсодержащим белком, присутствующим в плазме крови.
Наблюдали отрицательную корреляцию средней степени между содержанием в сыворотке СКВА и общего белка, а также СКВА и глобулинов. К водорастворимым антиоксидантам относят широкий спектр биологически активных соединений различной природы, в том числе и аскорбиновую, лимонную, никотиновую кислоту, серосодержащие и фенольные соединения, осуществляющие защитную функцию в цитозоле клеток, межклеточной жидкости, плазме крови, лимфе. Интерес представляют отрицательные корреляции между СКВА и содержанием эритроцитов, гемоглобина и показателем гематокрита. Другие исследователи констатировали взаимосвязи между показателями АОЗ и гематологическими показателями при использовании антиоксидантных препаратов, позволяющих осуществлять коррекцию патологических изменений в системе гомеостаза в организме. Уровень СКВА также отрицательно коррелирует с содержанием ТБК-АП, что можно объяснить вкладом растворимых антиоксидантов в состояние антиоксидантной защиты в организме в целом. Церулоплазмин, играющий большую роль в АОЗ организма, также является водорастворимым, но при этом отрицательно коррелирует со СКВА, что указывает на то, что спектр входящих в СКВА антиоксидантов широкий, а природа их различна. Наибольшее количество достоверных значений корреляции отмечено между биохимическими показателями и уровнем ТБК-АП и СКВА.
Вывод
Полученные результаты указывают на то, что индикаторы ПОЛ и АОЗ различаются в зависимости от возраста. Достоверное повышение концентрации ТБК-АП в крови молодняка шести-семи месяцев и нетелей по сравнению с аналогами одно- и трех-четырехмесячного возраста указывает на накопление продуктов ПОЛ с возрастом. На снижение уровня АОЗ в группе животных шести месяцев указывают также минимальная концентрация СКВА и тенденция к снижению общего антиоксидантного статуса и активности пероксидазы. За счет высокого уровня церулоплазмина отношение ТБК к ЦП находилось на уровне других групп.
Отмечено достоверное влияние фактора «возраст» животных на содержание в крови ТБК-АП, церулоплазмина, СКВА и общий антиоксидантный статус (p ≤ 0,001). СКВА и ТБК-АП являются значимыми маркерами состояния ПОЛ и АОЗ в организме.
Знания о возрастных изменениях показателей ПОЛ и АОЗ в организме животных помогут оказанию своевременных профилактических мероприятий, повышающих адаптивные возможности молодняка и наиболее полной реализации генетического потенциала продуктивности.
Об авторах
Надежда Владимировна Боголюбова, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник, Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста,п. Дубровицы, д. 60, Подольск, Московская обл., 142132, Россия
652202@mail.ru ; https://orcid.org/0000-0002-0520-7022
УДК 636.2. 087.8:636.22/.28.06-053 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-370-5-38-41
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
