• Зоотехния и ветеринария
• Научные исследования

19.07.2023

Характеристика изменчивости показателей крови свинок родительских пород, используемых для промышленного скрещивания

Интерес к роли компонентов крови в оценке биологического статуса племенных животных в соответствии с их видовыми, породными, половыми, экстерьерными (и так далее) характеристиками инициирует поиск гематологических маркеров, позволяющих оценить и прогнозировать хозяйственно полезные признаки, генетические и репродуктивные способности и т. д. Актуальна данная проблема и в свиноводстве, так как ее решение позволило бы повысить качество селекционно-племенной работы в условиях использования собственного генетического ресурса предприятий.

У свиней репродуктивные признаки достаточно сложны, и желательные репродуктивные фенотипы относятся к полигенетическим признакам, определяемым эффектами совокупности генов. При этом о характере взаимодействия генотипа организма с параметрами окружающей среды, позволяющего сопоставить его биологический ресурс с конкретными технологическими условиями, можно судить по вариабельности параметров крови, состав которой отражает механизмы и функциональные связи между клетками органов и тканей, определяющие формирование физиологических функций. В частности, контроль состава крови позволяет контролировать процесс развития свинок, снижая уровень их выбраковки, увеличивая продолжительность жизни, а также определяя процесс формирования молочных желез.

По данным, оценка физиологического и метаболического статуса свинок в ходе их выращивания по ключевым биологическим признакам потенциально влияет на будущие репродуктивные показатели стада свиноматок.

В работе показано, что половая зрелость организма свинок сопряжена не только с морфологическими особенностями яичников, но и составом крови. Это и определяет интерес исследователей к изучению состава крови ремонтных свинок как части технологий, необходимых для обеспечения оптимального воспроизводства товарного поголовья.

Цели данного исследования — сравнительная оценка вариабельности показателей крови свинок родительских пород, используемых для промышленного скрещивания, и выявление параметров, сопряженных с генетическими особенностями организма.

Материалы и методы исследований

Исследование было проведено в 2022 году на базе ООО «Агрофирма “Ариант”» (Увельский район, Челябинская область, Россия) в условиях свинокомплекса, на котором выращиваются чистопородные животные трех пород (дюрок, йоркшир, ландрас), использующиеся как для воспроизводства чистопородных животных, так и двухпородных свинок для получения товарного молодняка свиней.

В качестве объекта исследований были использованы свинки, живая масса которых колебалась от 90 до 110 кг. По результатам бонитировки они были отобраны для репродуктивных целей, так как все учитываемые показатели соответствовали бонитировочным критериям.

Животных разделили на три группы в соответствии с породой:

•  I группа — порода дюрок (n = 30);
• II группа — порода йоркшир (n = 90);
• III группа — порода ландрас (n = 15).

Материалом исследования служили стабилизированная цельная кровь и сыворотка крови. Образцы крови брали у животных в ходе проведения бонитировки, используя для этих целей готовые вакуумные пробирки. При этом пробирки для гематологических исследований содержали консервант крови. После заполнения пробирки кровью ее осторожно переворачивали три-четыре раза для равномерного распределения консерванта по ее объему. Лабораторные свиноводство исследования проводились в первые сутки после взятия образцов крови.

Общий клинический анализ крови выполнен на гематологическом анализаторе SYSMEX XЕ2100 (Япония). Параметры лейкограммы определены при помощи ручной микроскопии мазков крови. Биохимические исследования выполнены колориметрическим методом при помощи готовых наборов реактивов фирмы «Вектор-Бест» (г. Новосибирск, Россия), «Экосервис» (г. Санкт-Петербург, Россия), «Ольвекс-Диагностикум» (г. Санкт-Петербург, Россия), «Витал Девелопмент Корпорэйшн» (г. Санкт-Петербург, Россия), Sentienel (Италия).

Результаты исследований подвергнуты общепринятой статистической обработке, включающей определение среднего значения параметра, его стандартного отклонения, отклонения среднего значения признака от его средней нормативной величины, регламентируемой минимальными требованиями (границами нормы), коэффициента вариации признаков в статистической выборке.

Результаты исследований и их обсуждение

Гематологический анализ актуален не только для диагностики клинического состояния организма животных, но и для определения референсных интервалов признаков у особей в разрезе генетических (порода), биологических (возраст, пол) особенностей организма и географического фактора окружающей среды (свиньи завезены в Челябинскую область из Канады). Кроме этого, широкое внедрение в лабораторную практику гематологических анализаторов расширило спектр определяемых параметров, что требует проведения дополнительных исследований для формирования их границ нормы с учетом биологической вариабельности признаков.

В исследовании сравнивались гематологические показатели крови ремонтных свинок разных пород в возрасте бонитировки (табл. 1).

Вариация параметров эритрограммы ремонтных свинок, оцениваемая по коэффициенту вариации, характеризовалась разбросанностью значений в пределах статистической выборки породы на уровне Cv = 3,73–9,50%, что свидетельствует о незначительных отличиях особей в породной группе. Исключением являлся такой показатель, как гемоглобин. Значение коэффициента вариации — Cv = 33,61–38,37%, что соответствует значительному уровню различий в идентичности животных, определяя, соответственно, и возможности аэробного типа метаболизма в их организме. Несомненно, повышенная неоднородность концентраций гемоглобина в разрезе породы отражает кумулятивные эффекты взаимодействий внутренних и внешних факторов и определяет перспективность проведения селекционной работы по данному параметру. О зависимости концентрации гемоглобина в крови от генетического контроля сообщалось в исследовании.

При сравнении параметров эритрограммы с минимальными требованиями к показателям было выявлено, что у ремонтных свинок (независимо от их породы) соответствует их границам только уровень гемоглобина, а также у пород йоркшир и ландрас — количество эритроцитов (табл. 1).

При этом нарушен баланс между количеством эритроцитов и гемоглобина, что влияет на морфологические свойства красных клеток, оцениваемые по MCV (средний корпускулярный объем эритроцита), МСН (среднее содержание гемоглобина в эритроците) и МСНС (средняя концентрация гемоглобина в эритроците). В кровеносном русле ремонтных свинок циркулировали эритроциты, средний объем которых превышал минимальные требования к параметру, отличаясь от средней нормативной величины на 8,84–13,92%. Вследствие этого значения МСН и МСНС, характеризующие насыщенность клеток гемоглобином (МСН) и пространственную упаковку дыхательного белка в цитоплазме клеток (МСНС), были меньше границ минимальных требований, а также уровня СНВ на 19,17–26,43% и 18,60–25,37%. Соответственно, это создавало основу к увеличению «скорости оборота» клеток в кровотоке, являясь, с одной стороны, следствием изменения баланса между эритроцитами и гемоглобином, а с другой — причиной его возникновения.

Следовательно, в селекционной работе при подборе пар для получения потомства необходимо учитывать наследуемость гемоглобина и уровень гемоглобина в крови родителей, так как он отражает регуляторные эффекты соответствующих генов.

При межпородном сравнении данных эритрограммы было выявлено, что свинки породы дюрок превосходили своих аналогов породы йоркшир и ландрас по количеству эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, то есть основных показателей эритрограммы. При этом величина MCV, МСН и МСНС была, наоборот, меньше (табл. 1). Значит, генетические особенности организма свинок влияли на популяцию эритроцитов в кровеносном русле, отражая наличие взаимосвязи «генотип — интерьер». О наличии межпородных различий у ремонтных свинок (как в составе крови, так и при проявлении регуляторных связей) сообщалось в исследованиях.

В защитных механизмах организма свиней важную роль играют лейкоциты, характер изменений которых позволяет описать уровень антигенной нагрузки на организм и происхождение чужеродных белков.

При сравнении лейкоцитарного состава крови между породами было выявлено, что он статистически значимо не взаимосвязан с породой, следовательно, в большей степени определяется уровнем антигенной нагрузки на организм ремонтных свинок в существующих технологических условиях.

Однако при анализе значений коэффициентов вариации компонентов лейкоцитарного пула крови в породных группах ремонтных свинок было установлено, что их величина колебалась в широких пределах — Cv = 19,75–182,30%, характеризуя совокупности по степени рассеивания признаков — как «однородные», так и «неоднородные». Значение коэффициента вариации до 33% было выявлено у таких показателей, как общее количество лейкоцитов (Cv = 19,75–22,11%), число лимфоцитов (Cv = 23,42–27,75%) и моноцитов (Cv = 24,09–25,20%), то есть совокупность данных признаков в статистической матрице породной группы может считаться однородной, а средние значения — значимыми, хотя величина Cv по степени рассеивания данных соответствует критерию «средняя» или «значительная».

Следовательно, в организме свинок в условиях существующей техногенной нагрузки на организм, определяющей превышение общего количества лейкоцитов верхней границы минимальных требований, а также средней нормативной величины на 37,66–54,17%, приоритетными клетками в лейкоцитарном пуле являлись лимфоциты и моноциты, непосредственно участвующие в формировании иммунитета. Вариабельность их уровня, хотя и выходящая за границы нормы и отличающаяся от СНВ на 11,07–21,405 и 95,25–100%, более строго контролировалась в лейкоцитарном пуле крови, чем другие клетки. На наш взгляд, это связано с их биологической ролью в формировании иммунного статуса организма свиней. Так, моноциты, являясь «профессиональными фагоцитами», участвуют в защите организма от большого количества патогенов, помогая их изолировать и предотвратить диссеминацию, что позволяет контролировать микробную устойчивость организма и управлять врожденными и адаптивными иммунными реакциями.

Лимфоциты, как клетки, обеспечивающие «иммунологическую память», формируют врожденный и адаптивный иммунитет, развивая цитотоксическую функцию и выработку антител, а также контролируя, усиливая или ограничивая ответы различных типов клеток посредством положительной или отрицательной связи.

Хотелось бы также отметить, что «однородность» совокупности лимфоцитов и моноцитов в статистической матрице породной группы позволяет отнести их к показателям, изменчивость которых можно контролировать на генетическом уровне.

В лейкоцитарном пуле свинок гранулоциты (базофилы (Cv = 156,33–182,30%), эозинофилы (Cv = 57,05–73,26%), палочкоядерные нейтрофилы (Cv = 61,56–80,83%), сегментоядерные нейтрофилы (Cv = 32,15–43,10%) имели наибольшие значения коэффициентов вариации, статистические выборки данных параметров в разрезе породной группы относятся к неоднородным совокупностям. При этом их уровень соответствовал границам минимальных требований, за исключением сегментоядерных нейтрофилов, возможно, недостаточность количества которых компенсировалась фагоцитарными свойствами моноцитов. Совокупность статистических характеристик гранулоцитов в лейкограмме ремонтных свинок позволяет считать, что их изменчивость отличалась признаками «индивидуализма», то есть определялась индивидуальными особенностями организма при формировании ответа на воздействие факторов окружающей среды, что исключает возможность их использования в качестве «генетических маркеров» в селекционно-племенной работе.

В состав интерьерных показателей ремонтных свинок были включены параметры биохимического состава крови, характеризующие состояние белкового и липидного обмена в их организме.

Анализ результатов белкового состава крови ремонтных свинок (табл. 2) показал, что значения коэффициентов вариации отдельных параметров в статистической выборке породы не превышали критический уровень 33,00%, что позволяет их отнести к однородной совокупности признаков, а также дает основание предположить, что изменчивость белковых параметров крови в организме ремонтных свинок не столько была сопряжена с породой, сколько с технологическими особенностями промышленной среды.

Данный вывод подтверждался отсутствием статистически значимых различий между породами свинок. Следовательно, белковые параметры крови ремонтных свинок не могут быть использованы в качестве индикаторов генотипа организма.

При этом выявились и специфические черты в белковом составе крови животных (табл. 2). Так, уровень общего белка отличался очень низкой вариабельностью в статистической матрице породы (Cv = 4,89–7,44%), подтверждая, что данный параметр является жестко контролируемой пластической константой в организме свинок и его уровень контролируется различными гомеостатическими механизмами. Поэтому его количество в крови практически соответствовало средней нормативной величине, являющейся физиологически оптимальной для животных в возрасте бонитировки.

Аналогичная зависимость выявлена и в отношении альбуминов крови. Значение коэффициента вариации признака в породных группах было равно Cv = 7,26–8,86%. Хотя концентрация параметра отличалась от СНВ на 16,51–20,37%, но была сопоставима между свинками разных пород (табл. 2), что сопряжено с биологической значимостью данного белка в организме животных, которая заключается в его способности модулировать кислотно-щелочной баланс, регулировать коллоидно-осмотическое давление крови, поддерживать целостность эндотелия сосудов, связывать и транспортировать большое количество эндогенных и экзогенных соединений.

Наибольшим уровнем вариабельности среди белковых параметров крови отличались значения активности γ-ГТФ (гамма-глутамилтрансферазы) и ЩФ (щелочной фосфатазы). Значения коэффициентов вариации признаков составили: Cv = 24,19–32,06% — для γ-ГТФ, Cv = 30,21–31,67% — для ЩФ. При этом их значения в статистической выборке породы отличались от СНВ на уровне 28,15–36,72% и 41,89–69,94% соответственно. Как известно, данные ферменты являются мембраносвязанными, их активность сопряжена с состоянием гепатобилиарной системы, поэтому можно предположить, что данная функция печени в организме ремонтных свинок имеет наибольшие признаки «индивидуализма», что сопряжено со спецификой транспорта аминокислот через плазматические мембраны.

Липидный обмен играет важную роль в организме свиней, так как специфика процесса жироотложения определяет органолептические и пищевые свойства получаемой продукции.

При этом как липидный метаболизм, так и накопление жира в подкожно-жировой клетчатке сопряжены с генотипом породы.

Породы ремонтных свинок, по которым были сформированы опытные группы, различались направлением продуктивности, что, соответственно, отражалось на экспрессии генов метаболизма липидов в разных тканях, определяя различия в липидном спектре крови. При анализе параметров липидного состава крови в породных группах по значению коэффициента вариации было выявлено, что наименьшей степенью рассеивания значений в статистической матрице признака обладает такой параметр, как общие липиды (Cv = 9,97–16,43%), что позволяет считать совокупность данного биохимического параметра однородной. При этом практически отсутствуют межпородные различия и отличия от средней нормативной величины, то есть уровень общих липидов в крови ремонтных свинок является физиологически оптимальным для данного возраста (табл. 3).

Это обусловлено тем, что общие липиды — это показатель, который отражает сумму всех липидов, циркулирующих в крови, поэтому не обладает диагностической и прогностической значимостью.

Общепринятыми индикаторами липидного метаболизма в организме животных считаются уровни общего холестерина и триглицеридов. Значения данных параметров в статистической матрице породы отличались высоким уровнем рассеивания, так как сопряжены и с индивидуальными, и с генетическими особенностями организма. Так, для общего холестерина коэффициент вариации был равен Cv = 35,80–42,30%, триглицеридов — Cv = 165,81–184,02% (табл. 3).

Ремонтные свинки в возрасте бонитировки не имели достоверных межпородных различий по концентрации холестерина в крови, хотя их уровни отличались от средней нормативной величины на 38,12–50,62%. Поэтому можно утверждать, что данный уровень холестерина в крови свинок соответствует физиологическому состоянию организма в существующих технологических условиях.

Наиболее интересен такой параметр, как триглицериды. Его концентрация не только характеризовалась высокими значениями коэффициента вариации в выборке породы, но имела статистически значимые межпородные отличия, что свидетельствовало о зависимости их метаболизма от генотипа животных. При этом наибольший уровень триглицеридов циркулировал в крови свинок породы дюрок, относящейся к мясному направлению продуктивности, более низкий — пород йоркшир и ландрас, то есть у свинок мясо-сального направления продуктивности породы. Поскольку свинки выращивались в однотипных технологических условиях содержания и кормления, то различия в концентрации триглицеридов могут быть связаны с генетическими факторами. К аналогичным выводам в своих исследованиях пришли. Поэтому данный параметр может быть использован в качестве индикатора породы в селекционно-племенной работе.

Выводы

Анализ морфологического и биохимического состава крови свинок родительских пород, используемых для промышленного скрещивания, в возрасте бонитировки показал, что технологические условия содержания и кормления влияют на вариабельность параметров крови и у породы дюрок, и у пород йоркшир и ландрас, определяя сходность их значений. При этом количество показателей крови, сопряженным с генотипом породы, ограничено. В составе эритрограммы генетической детерминированностью обладает гемоглобин, значение коэффициента вариации которого — Cv = 33,61–38,37%, а межпородные различия составляют 2,39–16,19%. В лейкоцитарном пуле крови в условиях отсутствия межпородных различий наибольшие значения коэффициентов вариации характерны для количества лимфоцитов (Cv = 23,42–27,75%) и моноцитов (Cv = 24,09–25,20%), что позволяет их отнести к признакам, изменчивость которых можно контролировать на генетическом уровне. В белковом спектре крови не выявлено параметров, сопряженных с породой, а в липидном — индикаторными свойствами обладает уровень триглицеридов. Данный показатель крови характеризуется значением коэффициента вариации на уровне Cv = 165,81–184,02%, а также межпородными различиями в пределах 25,00–81,82%.

Об авторах

Светлана Анатольевна Гриценко, доктор биологических наук, заведующая кафедрой кормления, гигиены животных, технологии производства и переработки с.-х. продукции, Южно-Уральский государственный аграрный университет, ул. им. Ю.А. Гагарина, 13, Троицк, Челябинская область, 457103, Россия

zf.usavm@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-2334-4925

Марина Аркадьевна Дерхо, доктор биологических наук, заведующая кафедрой естественно-научных дисциплин, Южно-Уральский государственный аграрный университет, ул. им. Ю.А. Гагарина, 13, Троицк, 457103, Россия

derkho2010@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0003-3818-0556

Максим Борисович Ребезов, доктор сельскохозяйственных наук, профессор:

• Уральский государственный аграрный университет, ул. Карла Либкнехта, 42, Екатеринбург, 620075, Россия;

• Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова Российской академии наук, ул. Талалихина, 26, Москва, 109316, Россия

rebezov@ya.ru; https://orcid.org/0000-0003-0857-5143

Светлана Викторовна Соломаха, старший преподаватель, Южно-Уральский государственный аграрный университет, ул. им. Ю.А. Гагарина, 13, Троицк, 457103, Россия

sfedyanina@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-2479-7240

УДК 636.4:612.11/.12         DOI: 10.32634/0869-8155-2023-370-5-42-48

Научные статьи свиноводство.