Неспецифическая резистентность быков-производителей в зависимости от пород, внутрипородных возрастных отличий и уровня общего белка
Эффективность развития скотоводства зависит от многих факторов, к одному из которых относится сохранение репродуктивного здоровья как коров, так и быков-производителей. Именно поэтому вопросы формирования неспецифической резистентности организма животных в конкретных технологических условиях не потеряли своей актуальности и в настоящее время.
Определение иммунологических показателей крови животных — достаточно важный критерий диагностики их физиологического состояния. Естественная резистентность связана со всеми системами организма, в том числе с его иммунологической реактивностью. К основным методам, характеризующим клеточные и гуморальные факторы защиты, относятся лизоцимная, бактерицидная и комплементарная активность сыворотки крови. Резистентность организма напрямую связана с продуктивностью животных.
Бактерицидная (БАСК) и лизоцимная (ЛАСК) активность являются наиболее значимыми гуморальными факторами для организма. Лизоцим рассматривают как один из факторов естественного иммунитета не только у человека, но и у млекопитающих и птиц за счет его бактерицидного действия против грамположительных и некоторых грамотрицательных микроорганизмов, обусловленных литическими, катионными и гидрофобными свойствами.
Исследования, связанные с изменением лизоцима в крови, были проведены на многих животных в зависимости от вида, породы и возраста разными исследователями: у крупного рогатого скота, лошадей, ослов и мулов, свиней, овец и коз. Основные работы ученых были направлены на изучение показателей лизоцима с учетом межпородных различий животных.
L. Sotirov с коллегами (2007 г.) сравнивал концентрацию лизоцима в сыворотке крови у 7 различных пород коров (джерсейской, безрогой герефордской, лимузинов, болгарской черно-белой, болгарской коричневой, болгарской rhodope и абердин-ангусской).
В ходе проведенных исследований было выявлено, что у безрогой герефордской породы были значительно высокие средние показатели концентрации лизоцима в сыворотке крови, чем у молочных пород и абердин-ангусской породы. Была обнаружена высокая средняя концентрация лизоцима в сыворотке у породы лимузин. Эти результаты указывают на то, что концентрации лизоцима в сыворотке частично зависит от породы.
И.А. Шкуратов с коллегами (2018 г.) и С.А. Чамый (2021 г.) выявили нарушение иммунобиологического статуса, дисбаланса кроветворной и иммунной систем у животных, а также снижение количества лизоцима при их интоксикации солями тяжелых металлов.
Цель исследования — изучение неспецифической резистентности у быков-производителей в АО «ГЦВ» Московской области в зависимости от пород, внутрипородных возрастных групп и уровня общего белка в сыворотке крови после длительного зимнего периода эксплуатации.
Материалы и методы исследований
Работа выполнена в лаборатории клеточной инженерии ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста на базе АО «ГЦВ» Московской области. В данном опыте были исследованы 73 быка-производителя разных пород и возрастов. При проведении исследований на животных разных пород в зависимости от возраста (от 2 до 9 лет) были выделены следующие группы: I — голштинская порода черно-пестрой масти (n = 42); II — голштинская порода красно-пестрой масти (n = 5); III — костромская (n = 4); IV — джерсейская (n = 5); V — айрширская (n = 5); VI — симментальская и монбельярдская (n = 8) (учитывая, что монбельярдская порода в исследовании представлена только одной головой, было решено объединить данные с симментальскими быками); VII — бурая швицкая порода (n = 4).
Быков-производителей использовали по инструкции — 2 раза в неделю при дуплетном эякуляте. Исследования были проведены с конца ноября по март, именно поэтому были условно обозначены как «длительный зимний период». Диспансеризацию проводили в начале апреля, после завершения так называемого длительного зимнего периода эксплуатации.
Группы создавали с учетом породной принадлежности.
На следующем этапе анализ выборки показателей общей резистентности сыворотки крови быков-производителей голштинской породы черно-пестрой масти производился по критерию возраста. Животные были разделены на три группы: I — 2–3 года (n = 8); II — 5–6 лет (n = 30) , III — 9 лет (n = 4).
Среди животных симментальской породы выборка с учетом фактического поголовья племпредприятия анализировалась в двух возрастных группах: I — 3 года (n = 5), II — 6–8 лет (n = 3).
На следующем этапе показатели общей резистентности сыворотки крови животных изучали в зависимости от концентрации общего белка у быков-производителей голштинской породы черно-пестрой масти, которых разделили на три группы: I — 68–80 г/л (n = 14), II — 81–90 г/л (n = 24), III — 91 г/л и более (n = 4).
Необходимо отметить, что в связи с малочисленностью поголовья других пород не было возможности группировать животных по содержанию общего белка.
Эксперименты проводили в соответствии с основами и принципами надлежащего содержания и ухода за животными в соответствии с Директивой Европейского парламента и Совета Европейского союза 2010/63/EC от 22 сентября 2010 г. по защите и охране животных, используемых в научных целях.
Все работы, связанные с взятием крови, были проведены в период проведения плановой диспансеризации, заключающейся в исследовании биохимических и зоотехнических параметров.
У исследуемых животных был проведен отбор проб крови из яремной вены в стерильные вакуумные пробирки в количестве 9–10 мл. Материалом для исследований служила сыворотка крови, полученная центрифугированием при 5000 об/мин в течение 15 мин.
Изучение неспецифической резистентности сыворотки быков-производителей проводили в лаборатории микробиологии ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста. При этом оценивали лизоцимную (ЛАСК) и бактерицидную (БАСК) активность сыворотки крови.
Определение лизоцимной активности сыворотки крови проводили по методике В.Г. Дорофейчик с использованием микробиологического анализатора Multiskan FC (ThermoFisher Scientific Inc., Финляндия). Были изучены следующие показатели: процент лизиса, количество лизоцима (мкг) в 1 мл сыворотки крови, удельные единицы активности белка (уд. ед. а) в пересчете на 1 мг белка.
Для исследования использовали музейный тест-штамм Micrococcus luteus (lysodeicticus) 4698 АТСС 1537 АТСС-2665, культивируемый на скошенном мясопептонном агаре при 37 ºС в течение 16 часов. Тест-культуру смывали стерильным фосфатным буфером (рН 7,2), стандартизировали на спектрофотометре Multiskan, используя зеленый светофильтр (длина волны — 540 нм) в микропланшетах на 96 лунках. Стандартная взвесь культуры соответствует 0,6–0,62 McF (МакФарланда). В каждую пробирку вносили по 0,05 мл исследуемой сыворотки крови, в контрольную пробирку — по 0,05 мл фосфатного буфера. Пробирки прогревали в течение 30 мин. на водяной бане при температуре 56 ºС (разрушается комплемент пропердин, способный вызывать лизис клеток в отсутствие лизоцима). После прогревания пробирки остужали до комнатной температуры, вносили 0,1 мл стандартной культуры и термостатировали при 37 ºС. Измерения проводили через 1 ч. и 3 ч. Количество лизоцима в 1 мл сыворотки крови определяли по калибровочной кривой, построенной по стандартному раствору лизоцима. Пересчет уровня лизоцимной активности ферментов выражали в условных единицах активности на 1 мг белка (уд. е. а. / мг белка).
Для определения бактерицидной активности сыворотки крови готовили суспензию суточной музейной тест-культуры Escherichia coli М-17-02 с оптической плотностью 1,9 McF. В 96-луночные планшеты разливали по 0,2 мл мясопептонного бульона и вносили по 0,045 мл испытуемой сыворотки крови и 0,005 мл инокулюма культуры Escherichia coli М-17-02. В контрольные кюветы вносили те же компоненты, что и в опытные, но вместо сыворотки добавляли по 0,045 мл стерильного 0,9%-ного физиологического раствора. Термостатировали при 37 ºС 5 ч. Измерения проводили сразу и через 5 ч. культивирования при 37 ºС на микробиологическом анализаторе Multiskan FC (ThermoFisher Scientific Inc., Финляндия) при длине волны 540 нм (зеленый светофильтр).
Уровень общего белка в сыворотке крови у животных определяли на анализаторе Chem Well 2902 (Awareness Teсhnology, США).
Полученные данные эксперимента обрабатывали с использованием программы Microsoft Office Excel (США), достоверность различий между показателями рассчитывали по критерию t-Стьюдента.
Результаты и обсуждение
С учетом того что на общую резистентность крови у быков-производителей могут оказывать влияние многие эндогенные и экзогенные факторы, авторы сочли необходимым первоначально изучить общий иммунобиологический фон животных в АО «ГЦВ» вне зависимости от породы и возрастных отличий после длительного зимнего периода эксплуатации (табл. 1).
Из таблицы 1 видно, что у быков-производителей, находящихся в условиях Московской области, в среднем уровень общего белка у 73 быков находился на уровне референсных значений — 80,29 ± 0,80 г/л. Однако анализ данных min-max значений показал, что у некоторых животных концентрация общего белка в сыворотке крови выше допустимого максимального значения и находилась на уровне 97,3 г/л при норме максимума 92,0 г/л, то есть выше на 5,8%. Лизоцимная активность по проценту лизиса в среднем составила 32,4%, количество лизоцима — 0,29 мкг/мл с вариабельностью 0,10–0,56. БАСК находился на уровне 25,6 ± 0,86%. Однако отмечен очень большой
разброс данных между быками по БАСК — начиная от 9,2 (min) до 38,7 (max).
На следующем этапе исследований изучали неспецифическую резистентность быков-производителей с учетом породной принадлежности (табл. 2).
Из данных (табл. 2) видно, что содержание общего белка в сыворотке крови у всех быков вне зависимости от пород в среднем находилось на уровне референсных значений, варьируя между породами от 73,0 до 83,0 г/л. В то же время можно констатировать факт о том, что сравнительно высокий показатель был зарегистрирован у животных голштинской породы черно-пестрой масти (82,27 г/л), джерсейской (81,32 г/л) и айрширской (82,68 г/л).
Процент лизиса был больше всех у костромской (40,33%) и бурой швицкой (40,53%), сравнительно меньше отмечен у быков джерсейской породы (24,65%), а у остальных пород (голштинской, айрширской, симментальской) данный показатель 31,0–33,0%.
Аналогичный уровень отличий зарегистрирован по количеству лизоцима в сыворотке крови. Самый низкий уровень отмечен по удельным единицам активности белка у животных джерсейской (0,38 уд. ед. а., мг/мл) и айрширской пород (0,39 уд. ед. а., мг/мл). Самый высокий уровень отмечен у животных голштинской породы красно-пестрой масти (1,18 уд. ед. а., мг/мл белка) и костромской породы (1,61 уд. ед. а., мг/мл). У остальных исследуемых животных разных пород этот показатель был на уровне 0,79 и 0,92 уд. ед. а. /мг белка.
Сравнительно высокий показатель БАСК имели быки-производители айрширской породы (34,16%), у остальных животных показатель БАСК находился между 23,7% и 26,4%.
Достоверность показателей общей резистентности у исследуемых животных в зависимости от породы представлена в таблице 3.
Анализ данных по породам показал, что по содержанию общего белка в сыворотке крови высокодостоверное отличие имелось между I и III группами (голштинской породой черно-пестрой масти и костромской породой) (табл. 3). Достоверность на уровне р ≤ 0,01 была отмечена у костромской породы с джерсейской и айрширской (IV–V группами), на уровне р ≤ 0,05 — между II–V группами (голштинской породой красно-пестрой масти и айрширской), между костромской породой и голштинской черно-пестрой масти отмечена тенденция отличий на уровне р ≤ 0,1. Эти отличия были отмечены по проценту лизиса между I и VII, III и IV, IV и VII, V и VII, VI и VII группами.
По количеству лизоцима в сыворотке крови достоверное отличие (р ≤ 0,05) было зафиксировано между I и III, II и IV, I и V группами. Между III и IV, III и V группами достоверность зафиксирована на уровне р ≤ 0,01.
По удельным единицам активности белка было отмечено достоверное отличие между I–III, I–V группами (р ≤ 0,05) и I–IV (р ≤ 0,01), между II и IV–V группами (р ≤ 0,05), между III–IV и V группами (р ≤ 0,01), между группами III–VI и IV–VI, а также между V–VI группами зафиксирована тенденция, близкая к достоверному отличию (р ≤ 0,1).
БАСК имел достоверное отличие между быками-производителями голштинской породы красно-пестрой масти с айрширской (р ≤ 0,05), а также между костромской и айрширской (р ≤ 0,05) и симментальской с айрширской (р ≤ 0,05), между быками айрширской породы и голштинской черно-пестрой масти достоверность была зафиксирована на уровне р ≤ 0,01.
Учитывая, что по общей резистентности сыворотки крови у быков-производителей имелись отличия по породам, на следующем этапе изучали показатели с учетом возраста животных у двух пород — голштинской черно-пестрой масти и симментальской (в отдельности). У других пород за счет малочисленного количества голов данные исследования не проводились. Неспецифическая резистентность сыворотки крови у быков внутри породы в разных возрастных категориях приведена в таблице 4.
Из таблицы 4 видно, что содержание общего белка в сыворотке крови у быков-производителей (n = 42) в среднем находилось в пределах нормативного диапазона. Однако необходимо отметить, что внутри породы с учетом возраста количество общего белка в сыворотке крови существенно отличалось.
В возрасте 2–3 лет этот показатель находился на уровне 71,78 ± 2,04 г/л, 5–6 лет — 87,35 ± 1,32 г/л (р ≤ 0,001), в возрасте 9 лет — 89,12 ± 1,49 г/л (р ≤ 0,01). То есть с увеличением возраста увеличивалось и количество общего белка. На взгляд авторов, это можно объяснить концентратным типом кормления с целью получения большого количества доз семени. В то же время отмечено, что чем моложе животное, тем больше процент лизиса. В возрасте 2–3 лет данный показатель составил 38,1%, 5–6 лет — 30,07% (р ≤ 0,01), 9 лет — 30,9% (р ≤ 0,1).
Аналогичный уровень с учетом возраста был отмечен по количеству лизоцима в сыворотке крови. Чем моложе бык, тем больше концентрация лизоцима в сыворотке крови. Достоверность между I и II группами — р ≤ 0,001, а III — р ≤ 0,01.
По содержанию БАСК существенной разницы между возрастом не зафиксировано. Самые высокие удельные единицы активности отмечены у быков-производителей в более молодом возрасте (2–3 года) — 1,59 уд. ед. мг/белка (р ≤ 0,05), в то же время данный показатель в возрасте 5–6 лет (р ≤ 0,01) и 9 лет был почти в четыре раза меньше и составил 0,38 уд. ед. мг/белка и 0,40 уд. ед. мг/белка соответственно.
Аналогичные исследования изучения общей резистентности в зависимости от возраста внутри пород у быков-производителей симментальской породы и монбельярдской представлены в таблице 5.
Анализ таблицы 5 показывает, что все изучаемые показатели в сыворотке крови у быков симментальской породы имели сходные тенденции по содержанию общего белка, проценту лизиса, количеству лизоцима и удельным единицам активности (на достоверном уровне при р < 0,05).
Разница по содержанию общего белка в сыворотке крови у быков-производителей в зависимости от возраста составила 15,58 г/л в пользу животных старшей группы. По содержанию лизоцима в сыворотке крови у взрослых быков наблюдалось снижение (0,21 мкг/мл) (р ≤ 0,05) по отношению к более молодым животным. Удельная активность показателя у молодых быков была в три раза выше, чем у взрослых (р ≤ 0,05). Так как содержание общего белка в сыворотке крови существенно различалось у быков-производителей, были проведены дополнительные исследования, направленные на изучение общей резистентности сыворотки крови у голштинской породы черно-пестрой масти (табл. 6).
Из таблицы 6 видно, что амплитуда на уровне 10 единиц отмечена в отношении общего белка, между группами имелось высоко достоверное отличие. Так, между I и II, III группами — на уровне р ≤ 0,001, а между II и III группами — на уровне р ≤ 0,01. Было отмечено, что чем ниже концентрация общего белка, тем выше показатели ЛАСК и процент лизиса, а также количество лизоцима и удельные единицы активности белка (уд. ед. а.).
По проценту лизиса между II и III группами достоверность отмечена при уровне р ≤ 0,05, а между I и II, III группами наблюдалась тенденция на уровне р ≤ 0,1. По количеству лизоцима между I и II, III группами достоверное отличие наблюдалось при р ≤ 0,01, а между II и III группами — при р ≤ 0,05. Аналогичное достоверное отличие было зафиксировано по отношению к удельным единицам активности белка (мг/мл).
Отмечено, что в I группе средний возраст животных находился на уровне 3,9 года, во II — 6 лет, III группа — на уровне 6,6 лет. В этих группах по возрасту достоверное отличие было зафиксировано на уровне р ≤ 0,001 между I и II группами, а между I и III группами — на уровне р ≤ 0,1. Между II и III группами достоверность по возрасту не была зафиксирована.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что средние значения лизоцимной активности сыворотки крови у быков-производителей составили по проценту лизиса 32,4 ± 0,8, количеству лизоцима — 0,29 ± 0,01 мкг/мл, удельным единицам активности — на уровне 0,81 ± 0,06 мг/белка, а средний уровень содержания общего белка в сыворотке крови составил 80,29 ± 0,80 г/л.
Бактерицидная активность сыворотки крови у быков-производителей в среднем находилась на уровне 25,6 ± 0,86% с вариабельностью 9,2–38,7%. Общая резистентность животных имела ряд достоверных отличий по общему белку, количеству лизоцима и удельным единицам активности (мг/мл) в зависимости от породного происхождения (начиная с р ≤ 0,05 до уровня р ≤ 0,001). Неспецифическая резистентность у симментальской породы и голштинской черно-пестрой масти имела достоверные отличия в зависимости от возраста внутри пород (при р ≤ 0,05). Уровень общего белка на достоверном уровне влиял на процент лизиса (р ≤ 0,01), количество лизоцима (мкг/мл) (р ≤ 0,01) и БАСК (р ≤ 0,001).
Выводы
Достоверные отличия в зависимости от породного происхождения, на взгляд авторов, были связаны с иммунологическим состоянием отдельных пород, так как общеизвестно, что чем выше продуктивность, тем организм является более изнеженным, и в то же время отечественные генофондные породы являются более устойчивыми к влиянию различных эндогенных и экзогенных факторов.
Достоверность в зависимости от возраста связана с тем, что наблюдалась тенденция снижения общей резистентности быков-производителей, и это закономерный процесс, сопровождающийся расслаблением иммунного ответа на примере неспецифической резистентности животных.
Об авторах
Ахмедага Имаш оглы Абилов1; главный научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии, доктор биологических наук, профессор
ahmed.abilov@mail.ru
Инна Петровна Новгородова1; старший научный сотрудник лаборатории клеточной инженерии, кандидат биологических наук
novg-inna2005@yandex.ru;
Дарья Александровна Никанова1; старший научный сотрудник, кандидат биологических наук
vijmikrob@mail.ru
Нина Анатольевна Комбарова2; главный технолог, кандидат биологических наук
komnina@list.ru
Юрий Александрович Корнеенко-Жиляев3; руководитель, кандидат биологических наук
contact@venera-vet.ru
1Федеральный исследовательский центр животноводства — ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста, пос. Дубровицы, 60, г. о. Подольск, Московская обл., 142132, Россия
2АО «Головной центр по воспроизводству» (АО «ГЦВ»), ул. Центральная, 3, пос. Быково, г. о. Подольск, Московская обл., 142143, Россия
3Национальный союз племенных организаций, ул. Садовая-Спасская, 13, корп. 2, Москва, 109029, Россия
УДК 612.017.11:636.2.082.232
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-384-7-55-61
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
