Новые подходы к лабораторной диагностике состояния печени у крупного рогатого скота
Молочное скотоводство в настоящее время является ведущей отраслью животноводства России и его развитие имеет большое значение в обеспечении продовольственной безопасности страны. Эффективность отрасли напрямую зависит от продуктивного здоровья и долголетия крупного рогатого скота. Ежегодно сельскохозяйственные предприятия несут значительные финансовые потери, связанные с ранней выбраковкой животных по причине болезней пищеварения, в структуре которых гепатопатии традиционно занимают лидирующие позиции.
Учитывая тесную взаимосвязь между печенью и системой крови, поиск биохимических маркеров, позволяющих улучшить диагностику состояния печени у крупного рогатого скота, является перспективным направлением ветеринарной медицины. Помимо теоретической значимости, разработки в данном направлении могут иметь важное прикладное значение, обеспечивая раннюю диагностику, контроль эффективности терапевтических мероприятий и прогнозирование исхода гепатопатий у животных.
Многие болезни, имеющие различный патогенез и характер течения, как правило, сопровождаются развитием синдрома эндогенной интоксикации (СЭИ), представляющего собой клинический комплекс симптомов патологических состояний органов и систем организма, обусловленный накоплением в тканях и биологических жидкостях эндотоксинов – продуктов естественного обмена в анормально высоких концентрациях, медиаторов воспаления, экзотоксинов, продуктов клеточной и белковой деградации и др. При лабораторных исследованиях биологических жидкостей организма в качестве молекулярных маркеров эндотоксикоза у человека наиболее часто используют уровень молекул средней массы (МСМ), которые характеризуются общим свойством – молекулярной массой от 300 до 5000 дальтон. МСМ представляют собой белковые структуры, концентрация которых значительно увеличивается в организме при патологических состояниях, сопровождаемых поражением детоксикационных и выделительных систем, а также повышенным распадом белков и деструкцией тканей.
К органам, наиболее чувствительным к воздействию эндотоксинов, относится печень, поскольку она играет ведущую роль в детоксикационной системе организма. При развитии СЭИ происходит угнетение всех функций печени, что приводит к нарастанию системной интоксикации, нарушению метаболизма, ингибированию репаративных и компенсаторных реакций организма.
На сегодняшний день научное сообщество во всем мире проявляет значительный интерес к изучению синдрома эндогенной интоксикации при различных заболеваниях у человека, однако в ветеринарной медицине научные работы в этом направлении крайне малочисленны и не систематизированы.
Цель работы – изучить выраженность синдрома эндогенной интоксикации по концентрации молекул средней массы в крови крупного рогатого скота при болезнях печени.
Материал и методы исследования
Исследования выполнены на коровах голштинской породы в условиях животноводческих хозяйств Краснодарского края, где, с целью формирования выборок животных (здоровых и с патологией печени) проведено широкомасштабное обследование поголовья (n=280). На основании полученных результатов клинико-лабораторных исследований было сформировано две группы коров по 50 голов в каждой: 1 группа – здоровое поголовье; 2 группа – с патологией печени.
Оценка состояния печени у коров проводилась по следующим показателям: клинический статус животного, определение границ печени и ее чувствительности, биохимическое исследование крови, ультразвуковая диагностика состояния гепатобилиарной системы.
При клиническом обследовании коров определялся габитус, температура тела, окраска слизистых оболочек и кожи, состояние шерстного покрова, аппетит, количество сокращений рубца. Для установления границ печеночного притупления, характера поверхности и чувствительности органа проводилась пальпация и перкуссия печени коров.
Ультразвуковая диагностика гепатобилиарной системы, осуществляемая при помощи ветеринарного ультразвукового сканера PS-380V (Россия), проводилась для оценки эхогенности, структуры и звукопроводимости паренхимы ткани печени животных, а также состояния желчного пузыря.
Кровь у коров отбиралась из подхвостовой вены в вакуумные пробирки в утренние часы до кормления. Основные биохимические исследования проводились на автоматизированном анализаторе VITALAB SELECTRA JUNIOR, при этом в сыворотке крови определялись следующие показатели – общий белок, мочевина, креатинин, глюкоза, общий билирубин, аланинаминотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ), триглицериды и холестерин. Содержание белковых фракций в сыворотке крови оценивалось нефелометрически, каротина – по Бессею, в модификации Анисовой. Тимоловая проба, являющаяся одной из «осадочных проб», ставилась с помощью набором реактивов «Био-Ла-Тест» (Чехословакия).
Уровень эндогенной интоксикации в крови коров изучался по двум фракциям МСМ с помощью метода Н. И. Габриэлян, В. И. Липатовой, при длинах волн λ = 254 нм (МСМ 254) и λ = 280 нм (МСМ 280). Концентрация МСМ выражалась показателями в оптических единицах центрифугата, полученного после осаждения белков сыворотки крови 10 % раствором трихлоруксусной кислоты. Для регистрации оптической плотности в ультрафиолетовой области спектра использовался спектрофотометр «Эковью УФ-1100».
Для получения более полной картины степени эндотокикоза у коров вычислялся ИР 280 / 254, показывающий соотношение между содержанием маркеров патологических, токсических и интенсивных метаболических реакций в организме (МСМ при λ = 254 нм) и маркеров физиологических регуляторных процессов, принимающих участие в каскаде сложных реакций организма, возникающих в ответ на интоксикацию (МСМ при λ = 280 нм). Снижение числового значения индекса может свидетельствовать об усилении катаболических процессов и активизации процессов перекисного окисления липидов в организме.
Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Statistica 10.0.
Результаты и обсуждение
В результате проведенных клинико-лабораторных исследований коровы 2 группы с установленной патологией печени (n=50) были дополнительно разбиты на две подгруппы – с гепатозом (n=31) и гепатитом (n=19). Окончательный диагноз был подтвержден ультразвуковым исследованием.
Клинические признаки гепатоза у коров проявлялись общим угнетением, снижением аппетита, жвачки и руминации, диспепсическими расстройствами, тусклостью и взъерошеннстью волосяного покрова, гепатомегалией при отсутствии болезненности печеночной зоны у большинства животных. У 12 коров (38,7 %) фиксировалась желтушность слизистых оболочек, температура тела была в норме. При ультразвуковом исследовании гепатобилиарной системы у коров с гепатозом установлено следующее: контуры печени ровные с закруглениями, визуализируются неотчетливо, размеры увеличены; эхогенность изменена, преимущественно повышена; увеличено количество эхопозитивных сигналов «светлая печень»; в паренхиме лоцируются немногочисленные гиперэхогенные включения (наиболее вероятно очаги липоматоза); сосудистый рисунок преимущественно не изменен.
При гепатите у коров регистрировалось угнетение, общая слабость, снижение аппетита, жвачки и руминации, диспепсические расстройства; тусклость волосяного покрова; желтушность кожи и слизистых (у 14 коров, что составило 73,7 %); при пальпации и перкуссии область печени увеличена в объеме и в большинстве случаев болезненна; температура повышена у 8 коров (42,1 %). При ультразвуковом исследовании печень коров с гепатитом увеличена в размерах, паренхима однородно-гипоэхогенна, капсула дифференцируется, участками гиперэхогенна, контуры нечеткие, структура печени неоднородно-зернистая, кровеносные сосуды расширены.
Результаты биохимических исследований сыворотки крови коров представлены в таблице 1. Из этих данных видно, что у крупного рогатого скота с патологией печени выявлены значительные изменения в системе крови. Далее по тексту в процентном выражении будет представлена разница с показателями здорового поголовья 1 группы.
В подгруппе коров с диагнозом гепатоз выявлены гипопротеинемия (9,9 % при р≤0,05) и гипоальбуминемия (10 % в абсолютных значениях при р≤0,05), свидетельствующие о нарушении протеинсинтезирующей функции печени. Ниже нормы регистрировалось содержание мочевины (21,9 % при р≤0,01), глюкозы (17,1 %), триглицеридов (38,9 % при р≤0,01), холестерина (18,9 % при р≤0,05) и каротина (1,7 раз при р≤0,01). Умеренно повышены концентрации аминотрансфераз (АсАТ – на 14,5 % и АлАТ – на 11,3 % при р≤0,05) и общего билирубина (1,5 раз при р≤0,05). Увеличение активности АлАТ в сыворотке крови рассматривается как основной индикатор деструкции гепатоцитов и, возможно, у коров с дистрофией печени уже значимая доля гепатоцитов уже была разрушена, что и обусловило не ярко выраженное увеличение данного энзима у животных. Показатель тимоловой пробы повышен незначительно.
В подгруппе коров с диагнозом гепатит выявлена гиперпротеинемия (10,6 %), вероятнее всего, обусловленная высоким уровнем γ-глобулиновой фракции (в абсолютных значениях 11 % при р≤0,01). Показатели мочевины (11,1 %), глюкозы (7,4 %), триглицеридов (13,4 % при р≤0,05) и каротина (25 % при р≤0,05) были снижены, но менее значимо от границ нормы, чем у коров с гепатозом. Содержание аминотрансфераз повышено (АсАТ – 24,8 % при р≤0,05 и АлАТ – 30,8 % при р≤0,01), при доминанте АлАТ. Зарегистрирована гипербилирубинемия (2,4 раза при р≤0,01) и высокий показатель тимоловой пробы.
Результаты определения уровня молекул средней массы в сыворотке крови коров представлены в таблице 2.
Наиболее высокие значения маркеров эндотоксикоза в крови отмечены у коров с гепатитом. Так, при длине волны 254 нм достоверная (р≤0,01) разница в МСМ (токсическая фракция) со здоровыми животными в этой подгруппе составила 1,8 раз, изменения фракции МСМ 280 (фракция, содержащая ароматические нетоксические аминокислоты) были менее выражены – при повышении показателя на 25,4 % (р≤0,05). При гепатозе у коров уровень МСМ 280 в крови достоверно не изменялся по отношению к данным здорового поголовья, при разнице на уровне тенденции в сторону увеличения показателя в 10,1 %. Уровень токсической фракции МСМ 254 при этом достоверно повысился в 1,5 раза (р≤0,05).
Расчет индекса распределения фракций МСМ 280 к МСМ 254 у коров с гепатопатологией выявил снижение показателя с максимальными изменениями в группе животных с гепатитом относительно здорового поголовья с разницей в 30,4 % (гепатит) и 25,3 % (гепатоз).
Выводы
Нарушение метаболизма и снижение детоксикационной функции печени у крупного рогатого скота при гепатопатиях приводят к поступлению в кровоток животных большого количества токсических веществ среднемолекулярной массы. В большой степени и статистически достоверно изменяется токсическая фракция МСМ 254. Снижение у коров с больной печенью соотношения фракций МСМ 280 / 254 вероятно обусловлено меньшими изменениями в уровне биологически активных веществ, определяемых при длине волны 280 нм и более выраженным повышением накопления промежуточных продуктов интенсивного протеолиза, определяемых при длине волны 254 нм. Подобные изменения указывают на усиление катаболических процессов, активизацию процессов перекисного окисления липидов, нарушение механизмов деятельности выделительных систем у животных с больной печенью, с максимальными проявлениями при диагнозе – гепатит.
Таким образом, проведенными исследованиями показано, что оценка степени эндогенной интоксикации по МСМ в крови крупного рогатого скота даст возможность более точно выявлять болезни гепатобилиарной системы на ранних стадиях их развития, оценивать степень тяжести течения патологического процесса, определять полноту восстановления функций поражённых органов и систем в стадию выздоровления и период реабилитации.
Об авторах
Елена Васильевна Кузьминова, доктор ветеринарных наук, доцент, главный научный сотрудник отдела фармакологии, Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, ул. Первомайская, д. 4, пос. Знаменский, г. Краснодар, 350055, Российская Федерация
E-mail: niva1430@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-4744-0823
Андрей Андреевич Абрамов, кандидат ветеринарных наук, старший научный сотрудник отдела фармакологии. Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, ул. Первомайская, д. 4, пос. Знаменский, г. Краснодар, 350055, Российская Федерация
E-mail: abramov1527@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-5839-1281
Андрей Георгиевич Кощаев, доктор биологических наук, профессор, академик, профессор кафедры биотехнологии, биохимии и биофизики, проректор по научной работе, Кубанский государственный аграрный университет, ул. Калинина, 13, г. Краснодар, 350004, Российская Федерация
E-mail: kagbio@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-3904-2860
Марина Петровна Семененко, доктор ветеринарных наук, Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, ул. Первомайская, д. 4, пос. Знаменский, г. Краснодар, 350055, Российская Федерация
E-mail: sever291@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8266-5900
Никита Дмитриевич Кузьминов, специалист по компьютерным технологиям, Краснодарский научный центр по зоотехнии и ветеринарии, ул. Первомайская, д. 4, пос. Знаменский, г. Краснодар, 350055, Российская Федерация
E-mail: farmer292@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-3621-7722
УДК 619:616.36 / 636.2.034 DOI: 10.32634/0869-8155-2023-366-1-22-26
Сельское хозяйство, ветеринария, зоотехния, агрономия, агроинженерия, пищевые технологии
