Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 13
2.1. Метаболические изменения у коров в различные периоды репродуктивного цикла и при развитии акушерско-гинекологических патологий 13
2.2. Свободно-радикальное окисление и система антиоксидантной защиты в развитии физиологических и патологических реакций организма 28
2.3. Биологическая роль селена в реакциях пероксидации и обеспечении продуктивного здоровья животных 41
2.4. Влияние препаратов селена на обмен веществ и воспроизводительную функцию животных 51
3. Материалы и методы исследований 71
4. Результаты собственных исследований 77
4.1. Адаптивные изменения гормонально-метаболического статуса и системы ПОЛ-АОЗ у коров при формировании беременности 77
4.2. Гормонально-метаболический и антиоксидантный статус коров при физиологическом и патологическом течении беременности 91
4.3. Гормонально-метаболический и антиоксидантный статус коров при послеродовых воспалительных заболеваниях матки 100
4.4. Состояние гормонально-метаболического и антиоксидантного статуса бесплодных коров 111
4.5. Пероксидно-антиоксидантный статус коров при разном содержании в крови селена 128
4.6. Пероксидно-антиоксидантный статус телок в процессе становления половой и физиологической зрелости при разном содержании в крови селена 141
4.7. Влияние препаратов селена на оксидно-антиоксидантный и гормонально-метаболический статус коров 149
4.8. Эффективность использования препаратов селена для коррекции воспроизводительной функции коров 155
4.8.1. Клиническая оценка влияния селенсодержащих препаратов на течение родов и послеродового периода 155
4.8.2. Эффективность использования селена для профилактики гестоза и его осложнений 160
4.9. Экономическая эффективность применения селенсодержащих препаратов для коррекции воспроизводительной функции коров 165
5. Заключение по результатам исследований 169
6. Выводы 186
7. Практические предложения 191
8. Список литературы 192
- Свободно-радикальное окисление и система антиоксидантной защиты в развитии физиологических и патологических реакций организма
- Адаптивные изменения гормонально-метаболического статуса и системы ПОЛ-АОЗ у коров при формировании беременности
- Состояние гормонально-метаболического и антиоксидантного статуса бесплодных коров
- Клиническая оценка влияния селенсодержащих препаратов на течение родов и послеродового периода
Введение к работе
1.1. Актуальность темы. Среди множества фундаментальных проблем современной биологии и ветеринарии на одно из первых мест выдвигается проблема повышения плодовитости и сохранения продуктивного долголетия высокопродуктивного молочного скота, как основы высокой рентабельности производства продуктов животноводства (В.И. Фисин, 2006). Полагают, что наблюдаемые расстройства воспроизводительной функции у коров при повышении генетического потенциала молочной продуктивности во многом связаны с существенными и неадекватными сдвигами в обмене веществ (В.Т. Самохин, 2003; Н.М. Решетникова, 2005, 2007; А.Г. Нежданов, 2008 и др.). Поэтому одним из направлений решения данной проблемы является исследование роли в патогенезе акушерско-гинекологических патологий у коров эндокринного (А.Г. Нежданов, 1987; К.Г. Дашукаева, 1997; К.А. Лободин, 2010), антиоксидантного (М.И. Рецкий, 1997; А.Ф. Колчина, 2000; Н.И. Ярован, 2008; Г.Н. Близнецова, 2010) и общего метаболического профиля (А.Г. Нежданов, 1987; Т.Е. Григорьева, 1994; К.В. Племяшов, 2010). Тем более, в последнее время выдвинута концепция (В.М. Дильман, 1987), утверждающая, что акушерская патология у млекопитающих являет собой побочный продукт действия тех механизмов, которые необходимы для выполнения генетической программы формирования беременности и развития плода.
Источником повреждения тканевых структур органов репродукции в этом случае могут быть, казалось бы, нормальные для беременности процессы метаболизма, в частности, активизация процессов свободнорадикального окисления, направленная на увеличение синтеза простагландинов и стероидных гормонов, влекущая за собой образование и накопление реактивных форм кислорода (супероксидный, гидроксидный, гидроперекисный радикалы, перекись водорода, синглетная форма кислорода), выступающих универсальным неспецифическим метаболическим звеном в развитии многих патологических состояний (Ю.А. Владимиров, 1987; Н.К. Зенков, 2001). При функциональной недостаточности или срыве физиологических возможностей системы антиоксидантной защиты происходит чрезмерное накопление активных форм кислорода, инициирующих лавинообразное развитие процессов свободнорадикального окисления (СРО).
Кроме того, в последние годы становится все более очевидным участие в патогенезе функциональных нарушений репродуктивной системы у млекопитающих не только активных метаболитов кислорода, но и такого свободного радикала, как оксид азота (М.И. Рецкий, Г.Н. Близнецова, 2003, 2010), являющегося универсальным регулятором физиологических функций организма и метаболизма клеток, в том числе защитно-приспособительных реакций при стрессовых и адаптивных ответах организма (K. Dobashi et al., 1997; Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев, 2000; Н.К. Зенков, 2001; S. Ulker et al., 2003; Г.Н. Близнецова, 2010).
Поэтому проблема исследования «оксидативного стресса», затрагивающего системы ПОЛ-АОЗ и оксида азота в генезе акушерско-гинекологических патологий во взаимосвязи с состоянием эндокринной системы и обеспеченностью организма животных уникальным биогенным элементом – селеном, контролирующим в составе белков и пептидов уровень перекисных окислений, синтез нуклеиновых кислот и протеинов, липидный обмен, процессы гомеостаза и гормоногенеза, участвующего в формировании иммунной защиты (А.Г. Мойсеенок с соавт., 2002; В.А. Тутельян с соавт., 2002; Н.А. Голубкина с соавт., 2006; В.В. Ермаков, 2006), выходит на одно из первых мест при решении вопросов, связанных с сохранением их плодовитости.
1.2. Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключается в изучении и выявлении особенностей изменений гормонального, антиоксидантного, общего биохимического и гематологического статусов высокопродуктивных молочных коров при разном физиологическом и патологическом состоянии их репродуктивной функции и роли эндокринной и антиоксидантной систем в развитии акушерско-гинекологических патологий и обеспечении их репродуктивного здоровья. В соответствии с этим на разрешение поставлены следующие задачи.
1. Изучить динамику эндокринного, свободнорадикального и метаболического гомеостаза у высокопродуктивных молочных коров при формировании беременности и выявить их роль в развитии позднего токсикоза беременных.
2. Выявить значение эндокринной и антиоксидантной систем в послеродовой адаптации животных и развитии неспецифических воспалительных заболеваний органов репродукции.
3. Установить состояние эндокринной и антиоксидантной системы защиты у бесплодных коров с хроническими патологиями половых органов и их роль в развитии расстройств функции воспроизведения.
4. Определить особенности свободнорадикального окисления и функционирования системы антиоксидантной защиты у коров при разном уровне обеспеченности их организма селеном.
5. Дать оценку особенностям функционирования систем эндокринной регуляции и антиоксидантной защиты в процессе становления половой и физиологической зрелости и перехода их репродуктивного гомеостаза на циклический режим функционирования.
6. Определить влияние препаратов селена на гормональный, оксидно-антиоксидантный, биохимический и клинический статус коров и дать оценку его роли в обеспечении их репродуктивного здоровья.
1.3. Научная новизна. Впервые выполнены комплексные исследования по оценке системы ПОЛ-АОЗ и оксида азота у высокопродуктивных молочных коров при разном физиологическом и патологическом состоянии их репродуктивной функции во взаимосвязи с гормональным, биохимическим и гематологическим статусом. Определена роль функциональной недостаточности эндокринных желез, фетоплацентарной системы и оксидативного стресса в развитии позднего токсикоза (гестоза), функциональных расстройств и воспалительных заболеваний органов системы репродукции. Охарактеризована роль оксида азота в системе многоуровневой регуляции функциональной деятельности половых желез и в механизмах развития их дисфункции.
Дана оценка особенностям функционирования системы эндокринной регуляции, антиоксидантной защиты и системы оксида азота у коров при разном уровне обеспеченности селеном, при переходе репродуктивного гомеостаза животных на циклический режим функционирования.
Определено влияние неорганических (селенит натрия, селемаг) и органических (селекор, селедант) форм селена на гормональный, оксидно-антиоксидантный, биохимический и клинический статус коров и дано научное обоснование к их применению для контроля за гормонально-метаболическим, пероксидно-антиоксидантным статусом и воспроизводительной функцией.
Новизна результатов исследований подтверждена двумя патентами на изобретения.
1.4. Практическая значимость и реализация результатов исследований. Расширено современное представление о роли процессов СРО, эндокринной недостаточности и оксидативного стресса в развитии акушерско-гинекологических патологий у животных на разных этапах функционирования репродуктивного гомеостаза. Получены дополнительные сведения о роли селена в регуляторных механизмах метаболизма и репродуктивной функции. Подтверждена целесообразность и показана эффективность применения селемага и диметилпиразолилселенида для профилактики функциональных расстройств и воспалительных заболеваний органов репродуктивной системы. Рекомендованы оптимальные сроки включения ремонтных телок в воспроизводство.
Основные научные положения и практические предложения вошли в методические рекомендации, утвержденные на Федеральном уровне: Методические рекомендации по диагностике, терапии и профилактике болезней органов размножения у коров и телок (Воронеж, 2007); Методические рекомендации по диагностике, профилактике и терапии гестоза у молочных коров и свиноматок (Воронеж, 2009); Методическое пособие по профилактике бесплодия у высокопродуктивного молочного скота (Воронеж, 2010), использованы при разработке Инструкции по применению Селемага (инъекционного раствора) для профилактики и лечения заболеваний, развивающихся на фоне недостаточности витамина Е и селена у сельскохозяйственных животных (М., 2005, регистрационный № ПВР-2-4.3/01388) и Инструкции по применению Селеданта 300, 1000 для регуляции окислительно-восстановительных процессов, нормализации обмена веществ, регуляции репродуктивной функции и профилактики послеродовых патологий, повышения резистентности животных к заболеваниям (М., 2007, регистрационный № ПВР-2-1.7/01895), освещены в научных статьях, опубликованных в рецензируемых изданиях: Доклады РАСХН, Вестник РАСХН, Сельскохозяйственная биология, Ветеринария, Молочное и мясное скотоводство, Проблемы биологии продуктивных животных, Достижения науки и техники АПК и в ряде других.
1.5. Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и одобрены на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях» (Воронеж, 2002); «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, 2003); «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005); «Современная ветеринарная защита высокопродуктивных коров» (Воронеж, 2005); «Повышение эффективности лечения и профилактики акушерско-гинекологических заболеваний и биотехники размножения животных» (Киров, 2005); «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: достижения, направления развития» (Саранск, 2005); «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Курск, 2005, 2008); «Актуальные проблемы ветеринарной патологии и морфологии животных» (Воронеж, 2006); «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006, 2011); «Актуальные проблемы диагностики, терапии и профилактики болезней животных» (Воронеж, 2006); «Тяжелые металлы и радионуклеотиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2006); «Биогеохимия элементов в субстратной и пищевой цепях агро-аквальных систем» (Тюмень, 2007); «Современные проблемы геоэкологии и сохранения биоразнообразия» (Бишкек, 2007); I и III съездах ветеринарных фармакологов и токсикологов России (Воронеж, 2007; С.-Петербург, 2011); «Актуальные проблемы ветеринарного акушерства, гинекологии и биотехники размножения животных» (Ставрополь, 2007); «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» (Екатеринбург, 2007), «Актуальные вопросы интенсивного развития животноводства» (Горки Могилевской обл., Республика Беларусь, 2007); «Трансферт инновационных технологий в животноводстве» (Орел, 2008); «Проблемы, задачи и пути научного обеспечения приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (Новочеркасск, 2008); «Новые аспекты биотехнологии репродукции животных» (С.-Петербург, 2008); «Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса» (Курск, 2008); «Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и птиц» (Екатеринбург, 2008, 2010); «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий» (Астрахань, 2008); «Современные проблемы ветеринарного обеспечения репродуктивного здоровья животных» (Воронеж, 2009); «Актуальные проблемы болезней обмена веществ у сельскохозяйственных животных» (Воронеж, 2010); «Развитие идей континентальной биогеохимии и геохимической экологии» (Москва, 2010); «Акушерство, гинекология и биотехника размножения в условиях интенсификации животноводства» (Витебск, Республика Беларусь, 2011); «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота» (Дубровицы-Быково Московской области, 2011); «Экологические проблемы использования природных и биологических ресурсов в сельском хозяйстве» (Екатеринбург, 2012); «Современные проблемы ветеринарного акушерства и биотехнологии воспроизведения животных» (Воронеж, 2012).
1.6. Публикации. Основные научные результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в 64 печатных работах, в т.ч. в 20 ведущих научных журналах, рекомендованных Минобразования России, 2 патентах и 2 методических рекомендациях и пособиях.
1.7. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 243 страницах в компьютерном исполнении и состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, включающих девять разделов, заключения, выводов и практических предложений по результатам исследований, списка использованной литературы, включающего 471 источник, в том числе 172 зарубежных авторов. Диссертация содержит 48 таблиц и 16 рисунков.
Свободно-радикальное окисление и система антиоксидантной защиты в развитии физиологических и патологических реакций организма
Свободнорадикальное окисление в настоящее время рассматривается как один из доминирующих самопроизвольных непрерывно протекающих на клеточном уровне метаболических процессов (Е.Б. Бурлакова, 1968; А.И. Журавлев, 1968; О.Ю. Янковский, СВ. Слепенков, 1995), обеспечивающих регуляцию в организме превращений кислорода и метаболизма липидов, углеводов, белков, нуклеиновых кислот, лежащих в основе пластического и энергетического обеспечения функции клетки и организма в целом как в норме, так и в осуществлении им адаптационных реакций (М.И. Рецкий, 1997; И.С. Сидорова с соавт., 2007). Процессы перекисного окисления липидов служат источником главной массы энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, являются жизненно важным звеном в регуляции ли-пидного состава, структуры и проницаемости биомембран (Е.Б. Бурлакова, 1975; Ю.П. Козлов, 1975; В.Е. Качан и др., 1983; Ю.А. Владимиров и др., 1985; J. Murakami et al., 1986), биосинтеза простагландинов (И.С. Ажчихин, 1978; В.З. Панкин, 1981), стероидогенеза (М. Laloraya et al., 1988). Продукты пероксидации липидов через аденилатциклазную систему участвуют в реализации эффектов различных гормонов (Я.Х. Таракулов, Т.С Саатов, 1981; В.В. Иванов и др., 1987; D.B. Muchmore et al., 1982).
В процессах свободнорадикального окисления особое место занимает кислород (Ог), который принимает участие в оксидазных (митохондриаль-ных) и оксигеназных (микросомальных) реакциях окисления. Митохондри-альное окисление является единственным известным механизмом использования Ог для образования энергии в клетке (В.П. Скулачев, 1972). Оксиге-назные реакции связаны с электроннотранспортной системой эндоплазмати-ческого ретикулюма и используют кислород с пластическими целями. Такой тип окисления предполагает включение одного или двух атомов кислорода в молекулу субстрата и катализируется моно- и диоскигеназами с участием ферментов, активные группы которых включают ионы металлов переменной валентности. Во время реакций как оксидазного, так и оксигеназного типа продукты восстановления Ог превращаются в организме до конечных соединений в реакционном центре ферментов (М.Р. Alcolea et al., 2007).
В ходе ступенчатого восстановления кислорода появляются его активированные формы, являющиеся одним из главных и необходимых этапов в инициировании и потенцировании реакций ПОЛ (В.Е. Качан и др., 1979; И.В. Сидоров, Н.А. Костромитинов, 2003), определяя их регуляторную и патофизиологическую значимость (Л.Д. Лукьянова и др., 1982).
При потере кислородом одного электрона образуется супероксидный анион (02 ), который при взаимодействии с протоном образует пергидрок-сильный радикал (HCV), являющийся более сильным окислителем, чем супероксидный анион (И.Б. Афонасьев, 1988). Супероксидный анион-радикал в последующем превращается в перекись водорода (Н2О2), восстановление которой сопровождается образованием как воды (Н20), так и гидроксильного радикала (ОН ), отличающегося очень высокой реакционной способностью и выступающего одним из основных инициаторов ПОЛ (E.F. Elster et al., 1980). При определенных условиях неэнзиматическая дисмутация супероксидного аниона может продуцировать также синглетный кислород ( Ог), обладающий, как и гидроксильный радикал, высокой реакционной и биологической активностью.
Образующиеся активные формы кислорода (АФК), вступая в реакции окисления с полиненасыщенными липидами, в том числе с жирнокислыми остатками фосфолипидов - основными структурными компонентами биологических мембран (А.А. Болдырев, 1986), инициируют образование целого ряда первичных, вторичных и конечных молекулярных продуктов ПОЛ - пе-рекисных радикалов (RXV), играющих важную роль в процессах структурной модификации биомембран и изменении их физико-химических свойств. Они изменяют фазовое состояние липидного биослоя, усиливают гидратацию поверхности клетки, модифицируют проводимость мембраны для ионов и малых молекул. Полагают (М.И. Рецкий, 1997; Г.Н. Близнецова, 2010), что использование продуктов ПОЛ в метаболическом аппарате клеток является одной из форм эволюционной адаптации живых систем к кислороду, поскольку полностью избежать их образования оказывается невозможным вследствие самопроизвольного характера таких реакций.
В то же время чрезмерная продукция активных форм кислорода, нарушение сложных процессов их утилизации, инициирует избыточное накопление в организме различных продуктов ПОЛ, что приводит к изменению физико-химических свойств биомембран, активности многих мембраносвязан-ных ферментов, а в последующем и к нарушению проницаемости и структурной целостности биомембран. Показано, что избыток в клетке продуктов ПОЛ приводит к разобщению окислительного фосфорилирования в митохондриях (Е.Ф. Лунец, Т.В. Хмаро, 1984; Д.А. Сутховой, В.А. Баробой, 1985; М.М. Serykh et al., 1992), нарушению процессов микросомального окисления (К.Г. Карогезян и др., 1985; М.Т. Gurtis et al., 1994; V. Fernandez et al., 1995), изменению структурной организации ядерного хроматина и искажению процессов считывания генетической информации в клетке (Б.И. Поливода, В.В. Конев, 1985; Ю.И. Губский и др., 1992; К. Ueda et al., 1985; A. Tappel, 1986). То есть избыточное накопление в организме различных продуктов ПОЛ, деструктивно влияя на биологические мембраны, изменяя активность большого количества ферментов, затрагивает важнейшие биохимические процессы в организме, определяющие основные проявления его жизнедеятельности (М.И. Рецкий, 1997; Б.Л. Жаркой, М.И. Рецкий, 2004).
Низкий уровень перекисей липидов, свойственный нормальному состоянию организма, обусловливается хорошо сбалансированной интенсивностью реакций образования, расходования и утилизацией продуктов СРО, что обеспечивает протекание этого процесса на определенно стационарном уровне (Е.Б. Бурлакова с соавт., 1968; А.И. Журавлев, 1968). Это достигается существованием постоянно функционирующего в организме комплекса биологических механизмов противоокислительной (антиоксидантной) защиты, включающей неферментативные и ферментативные звенья. Система антиоксидантной защиты (АОЗ) ограничивает процессы свободнора-дикального окисления липидов практически во всех его звеньях и поддерживает этот класс реакций на относительно постоянном уровне. Она контролирует в организме уровень активных форм кислорода, свободных радикалов, молекулярных продуктов ПОЛ (Н.Г. Храпова, 1981; Е.Е. Дубинина, 1992; F. Juozulynas, D. Stasytyte, 1994) и играет исключительную роль в поддержании гомеостаза организма при взаимодействии его с изменяющимися условиями внутренней и внешней среды и обеспечении его жизнедеятельности (Ж.И. Абрамова, Г.И. Оксенгендлер, 1985; В.В. Соколовский, 1988; М. Mates, 2000).
Центральное место в ферментном звене системы АОЗ организма занимает супероксиддисмутаза (СОД), имеющая несколько изоферментных форм (S.V.Reddy, В. Venkaiah, 1988) и катализирующая реакцию дисмутации супе-роксиданион-радикала с образованием перекиси водорода (Н2О2) и молекулярного кислорода - 02 (J. McCord, Y. Fridovich, 1969). Она представлена двумя типами ферментов (медь, цинк-содержащим и марганец-содержащим) и присутствует практически во всех органах и тканях высших организмов: Медь, цинк-содержащая СОД считается одним из быстро действующих ферментов (И. Фридович, 1979). Показана существенная зависимость ее активности от обеспеченности организма медью и цинком (Е.Е. Дубинина с соавт., 1986; N.F. Sutlle, 1986), концентрации ионов калия (G. Sutherland et al. 1991), который выступает по отношению к ферменту в качестве индуцирующего фактора. В последнем случае индукция СОД связана с усилением синтеза фермента в клетке de novo (S.L. Marklund, 1990). При этом образующаяся в реакции дисмутации перекись водорода подавляет активность СОД (Е.А. Горбатенкова с соавт., 1988).
Перекись водорода, являющаяся наиболее важным высокоактивным метаболитом реакции дисмутации супероксидного радикала, в достаточно высоких количествах образуется также в митохондриях (Н. Nohl, D. Henger, 1978; В. Chance et al, 1979), эндоплазматическом ретикулюме (H. Sies, К.А. Summer, 1975) и цитозоле клеток (A. Boveris et al., 1972). И хотя перекись водорода в настоящее время рассматривается как необходимый метаболит, участвующий в реализации различных физиологических функций организма (Л.Д. Лукьянова с соавт., 1982), она, являясь сильным окислителем, способна оказывать и токсическое действие на клетки. Поэтому поддержание оптимального уровня обмена Н2Ог имеет жизненно важное значение. Основную роль в этом играют ферменты, избирательно катализирующие разрушение молекул перекиси водорода: каталаза и различные пероксидазы.
Адаптивные изменения гормонально-метаболического статуса и системы ПОЛ-АОЗ у коров при формировании беременности
Изучение содержания половых, кортикостероидных и тиреоидных гормонов в крови коров в разные периоды репродукции и лактации показало, что физиологическое течение послеродового периода завершается проявлением полноценного полового цикла с формированием в яичниках гормонально-активного желтого тела. Концентрация прогестерона в крови таких животных составила 15,1±3,85 нМ/л, тестостерона - 9,9±3,37 нМ/л, эстрадиола-17(3 - 0,90±0,12 нМ/л (табл.1).
На достаточно высоком уровне в этот период находились показатели содержания в крови кортизола (40,2±11,2 нМ/л), свидетельствующие о высокой функциональной активности надпочечных желез, отражающих напряжение организма животных в связи с возобновлением половой цикличности и началом активной лактации. Количество Т3 в крови в среднем составило 2,25±0,86 нМ/л.
С наступлением беременности, завершением эмбрионального периода развития и формирования плаценты (2 мес.) отмечено повышение концентрации в крови прогестерона до 20,5±3,85 нМ/л, или на 35,8%, тестостерона до 14,1±2,89 нМ/л, или на 41,8%, и снижение количества эстрадиола-170 на 5,9%. На этом фоне значительно снизилась функциональная активность надпочечников (концентрация кортизола в крови уменьшилась до 22,3±3,25 нМ/л, или в 1,45 раза) и повысилась - щитовидной железы (количество Тз в крови возросло до 3,38±1,34 нМ/л, или в 1,31 раза).
На этапе завершения формирования фетоплацентарного комплекса и спада лактационной доминанты (5 мес. стельности) отмечено дальнейшее нарастание концентрации в крови тестостерона на 27% (17,9±3,87 нМ/л), а также кортизола на 16,1% (26,7±4,18 нМ/л). В синтезе прогестерона и трийодтиронина выраженных изменений не отмечено.
Для глубокостельных коров (8,5 мес.) отмечено характерное уменьшение количества в крови прогестерона до 14,8±1,96 нМ/л, или на 25,6%, тестостерона до 12,3±2,02 нМ/л, или на 31,3%, трийодтиронина до 2,42±0,89, или на 27,8%, и дальнейшее увеличение концентрации кортизола на 12,0% (29,9±6,25 нМ/л). То есть, на завершающем этапе беременности гормоносин-тезирующая функция эндокринных желез и фетоплацентарного комплекса перестраивается в сторону снижения синтеза гестагенных и активизации метаболизма андрогенных гормонов, увеличения синтеза кортикостероидов, а в последующем и эстрогенов, ответственных за индукцию родового акта.
Таким образом, период эмбрионального развития у беременных коров характеризуется активным синтезом прогестерона, ответственного за секреторную трансформацию эндометрия и блокаду сократительной функции матки, а также андрогенных гормонов, ответственных за активизацию биосинтеза белка, формирование костной ткани и выработку факторов роста формирующегося зародыша и плода (Е.И. Марова, A.M. Лапшина, 2006). Одновременно повышается функциональная активность щитовидной железы, гормоны которой во многом определяют интенсивность обмена веществ, и снижается функциональная активность коры надпочечников. Индекс соотношения прогестерон-эстрадиол повысился с 16,8 до 24,1, тестостерон-эстрадиол с 11,0 до 16,6, а кортизол-прогестерон снизился с 2,7 до 1,1, кортизол тестостерон - с 4,1 до 1,6.
На заключительном этапе беременности индекс Р/Е снизился до 15,4, Т/Е - до 13,0, индекс F/P повысился до 2,0, F/T - до 2,4. Эти показатели приближаются к первоначальным значениям нестельных животных, в результате чего создаются условия для включения механизмов развития родового процесса (рис.1)
Изучение изменений биохимических показателей крови коров в разные периоды репродукции и лактации показало, что уже на раннем этапе беременности (2 мес.) отмечаются значительные изменения спектра сывороточных белков и активизация азотистого обмена (табл. 2).
Эти изменения проявились в увеличении концентрации пластического материала - альбуминов с 34,9±1,28% До 43,5±2,82%, или на 24,6% (Р 0,05), снижении количества а-глобулинов с 13,3±0,89% до 9,9±0,98%, или на 34,3% (Р 0,01), (3-глобулинов - с 21,9±0,56% до 19,5±0,98%, или на 10,8% и у-глобулинов - с 30,1±1,24% до 27,2±1,44%, или на 10,7%, отражающем им мунодепрессивное действие развивающегося эмбриона на организм матери, а также в повышении содержания мочевины с 3,07±0,27 ммоль/л до 4,52±0,39 ммоль/л, или на 47,2% (Р 0,001), креатинина с 85,2±4,37 мкмоль/л до 92,8±5,10 мкмоль/л, или на 8,9%), и уменьшении показателей активности ала-нинаминотрансферазы (АлАТ) на 22,0% (с 26,6±2,28 Е/л до 21,8±2,74 Е/л).
Гестационные изменения в материнском организме в этот период касаются не только матки, печени, иммунной системы, но и в определенной степени затрагивают функциональное состояние почек, о чем свидетельствует рост показателей активности у-глутамилтрансферазы (ГТТ) с 19,6±1,15 Е/л до 25,8±2,21 Е/л, или на 31,6% (Р 0,05). Они также сопровождаются увеличением концентрации в крови общих липидов с 3,58±0,13 г/л до 4,28±0,14 г/л (на 19,6%, Р 0,01) и холестерина с 5,09±0,33 ммоль/л до 5,78±0,26 ммоль/л (на 13,6%), указывающим на накопление в организме беременных животных энергетического материала. Содержание каротина в сыворотке крови при этом увеличилось на 21,8% и витамина А на 6,8%.
С нарастанием сроков беременности (5,0 мес.) в крови коров снижается содержание мочевины до 3,64±0,16 ммоль/л, или на 20% и креатинина на 5,5%о, при уменьшении активности АлАТ до 16,3±1,70 Е/л, или на 39,7% (Р 0,001) от первоначальных значений, АсАТ - с 71,4±2,40 Е/л до 62,0±1,99 Е/л, или на 14% (Р 0,05), ГГТ - до 21,3±2,03 Е/л, или на 17,5% от значения в два месяца беременности, ЩФ - с 127,7±13,1 Е/л до 102,3±8,06 Е/л, или на 20%.
В эти же сроки беременности отмечено уменьшение концентрации в крови глюкозы с 1,62±0,16 ммоль/л до 1,21±0,07 ммоль/л, или на 26%) (Р 0,05), липидов - до 3,22±0,16 г/л, или на 24,6% (Р 0,01) от значений в два месяца беременности, холестерина - на 32,6% (с 5,78±0,26 ммоль/л до 3,94±0,40 ммоль/л, Р 0,001), витамина А - на 30,0% (с 53,6±5,44 мкг% до 37,1±2,96 мкг%, Р 0,05), что связано, надо полагать с включением в процесс стероидогенеза фетоплацентарного комплекса и активизацией процессов пе-роксидации липидов в связи с возрастанием синтеза половых стероидов.
Дальнейшее увеличение сроков беременности (8,5 мес.) и прекращение лактации сопровождалось уменьшением содержания в сыворотке крови общего белка до 76,0±1,17 г/л, или на 7,9%) (Р 0,05), его альбуминовой фракции - на 10%), при одновременном увеличении на 25,6% (Р 0,01) количества транспортных белков (а-глобулинов), что, по-видимому, отражает большие затраты пластического материала на обеспечение потребностей интенсивно растущего плода, и также возможное превращение белка в углеводы, направленное на накопление в организме энергетического материала. Одновременно отмечено дальнейшее снижение концентрации в крови мочевины (до 3,25±0,22 ммоль/л), увеличение креатинина (до 109,7±7,83мкмоль/л), при снижении величины соотношения количества мочевины и креатинина с 0,04 до 0,03. Несколько возрастают показатели активности АлАТ (22,7±1,74 Е/л), ЩФ (117,4±6,74 Е/л), но они остаются ниже первоначальных значений.
В итоге, изменения содержания в сыворотке крови белков и конечных продуктов их обмена свидетельствуют о повышении их утилизации по мере увеличения сроков беременности, а также о значительных функциональных изменениях в почках.
Одновременно отмечено снижение концентрации общих липидов с 3,22±0,16 г/л до 2,83±0,12 г/л, или на 12,1% и холестерина с 3,94±0,40 мМ/л до 3,16±0,22 мМ/л, или на 19,8%, что связано, надо полагать, с активацией процессов пероксидации липидов и предродового стероидогенеза.
Количество глюкозы в эти сроки беременности увеличилось до 1,69±0,14 ммоль/л (Р 0,01) и достигло первоначальных значений. Это свидетельствует об активизации углеводного обмена, повышении биоэнергетических процессов в организме и органах репродукции.
В обеспечении жизнедеятельности, продуктивного и репродуктивного здоровья коров исключительно важную роль играют минеральные вещества. Установлено, что содержание в крови коров кальция и цинка, независимо от состояния репродуктивной функции и лактации, удерживается на достаточно стабильном уровне (табл. 3).
Состояние гормонально-метаболического и антиоксидантного статуса бесплодных коров
В опыт была включена 31 бесплодная корова. У 7 коров были отмечены многократные безрезультатные осеменения при отсутствии клинических изменений в половых органах, еще у 7 - хроническая субинволюция матки с проявлением или расстройством половой цикличности, у 8 коров зарегистрированы кисты яичников и у 9 - гипофункция яичников. В качестве сравнения полученных данных для первых двух групп животных были использованы результаты исследования крови здоровых оплодотворенных коров (п = 10), а для третьей и четвертой групп - здоровых циклирующих животных (п = 9).
Показатели содержания в крови коров половых, кортикостероидных и тиреоидных гормонов представлены в таблице 19.
Из приведенных в таблице данных следует, что гормональный статус многократно безрезультатно осемененных бесплодных коров характеризуется пониженной функциональной активностью половых и щитовидной желез. Так, концентрация прогестерона в их крови была ниже, чем у беременных в 2,4 раза (8,5±3,64 против 20,5±3,85 нМ/л, Р 0,05), тестостерона - в 1,6 раза (8,7±0,95 против 14,1±2,89 нМ/л, P 0,05), трийодтиронина - в 1,6 раза (2,08±0,72 против 3,38±1,34 нМ/л). При этом функциональная активность надпочечных желез у них была выше на 38,6% (концентрация кортизола составила 30,9±7,35 против 22,3±3,25 нМ/л), что свидетельствует о более напряженном состоянии их организма.
При анализе индивидуальных показателей концентрации половых гормонов в крови установлено, что только у 3 (42,9%) животных отмечено проявление овуляторного цикла с формированием функционально активного желтого тела (количество прогестерона в их крови составило 15,9±5,84 нМ/л), а у 4 (57,1%) зарегистрирован ановуляторный цикл (содержание прогестерона 2,88±0,31 нМ/л). Такое состояние гормонального профиля коров дает основание предположить, что механизмы нарушения функциональной деятельности половых желез (атрезия фолликулов на стадии их созревания) лежат, в основном, на уровне гипоталамо-гипофизарной системы. Поэтому для восстановления плодовитости таких животных необходимо применение специальной стимулирующей или заместительной гормональной терапии.
Для бесплодных коров с хронической патологией матки (субинволюция) также характерна пониженная гормоносинтезирующая функция яичников и щитовидной железы, и повышенная - надпочечных желез (табл. 19). Содержание прогестерона в их крови было ниже, чем у здоровых оплодотво-рившихся животных в 2,8 раза (7,3±2,96 нМ/л, Р 0,01), тестостерона - в 2,6 раза (5,4±1,48 нМ\л, Р 0,01), эстрадиола-17[3 - в 1,2 раза (0,71±0,03 нМ/л, Р 0,05), трийодтиронина - в 1,6 раза (2,08±0,7 нМ/л), а кортизола (27,0±7,52 нМ/л) - выше в 1,2 раза. При этом нормальная функциональная активность половых желез зарегистрирована только у 2, или 28,6% коров. У 71,4% животных выявлены признаки их пониженной функции (концентрация прогестерона в крови составила 4,17±1,8 нМ/л, эстрадиола-17Р - 0,71±0,04 нМ/л). То есть, хроническая патология матки сопровождается расстройством функциональной деятельности морфологических структур яичников, ответственных за синтез и метаболизм андрогенных гормонов, контролирующих циклическую деятельность гипоталамуса и аденогипофиза. Поэтому для восстановления плодовитости таких животных необходимо использовать средства, восстанавливающие морфологическую структуру и функциональную деятельность не только тканей матки, но и половых желез.
Гормональный статус бесплодных коров с дисфункцией яичников имел значительные различия в зависимости от формы проявления функциональных расстройств (табл. 20). Так, при наличии в яичниках лютеиновых кист отмечали достаточно высокое содержание в крови прогестерона (превышало уровень циклирующих животных на 15,3%), тестостерона (на уровне цикли-рующих), более низкое содержание эстрадиола-17р (ниже на 14%) и достаточно низкое содержание кортизола (ниже в 3,2 раза, Р 0,05). Индекс F/P составил 0,72 и F/T - 1,25, тогда как у здоровых животных - 2,6 и 4,0 соответственно.
Не исключено, что развитие данной патологии яичников связано с дисфункцией гипоталамо-гипофизарной системы, проявляющейся асинхронно-стью циклического выброса лютеинизирующего гормона (В.И. Кулаков и др., 2006) и отсутствием активации глюкокортикоидной функции надпочечных желез (А.Г. Нежданов, В.Г. Турков, 1998). Поэтому восстановление плодовитости таких животных будет более эффективным при воздействии специфическими средствами не только на пораженный орган, но и на вышестоящие регуляторные центры.
У коров с фолликулярными кистами яичников, наоборот, отмечена очень высокая функциональная активность надпочечников. Концентрация кортизола в крови составила 64,4±13,40 нМ/л и была выше здоровых животных в 1,5 раза. Вероятно, это приводит к блокаде синтеза и инкреции гонадо-тропных гормонов, биологического действия гормонов щитовидной железы (В.В. Ельчанинов и др., 2003) и, в конечном итоге, к нарушению овуляторно-го процесса и развитию кистозной патологии.
При этом отмечается, по всей видимости, нарушение энзиматических механизмов синтеза эстрогенов и прогестерона. Уровень концентрации эст-радиола-17р был ниже, чем у здоровых животных на 25,3% (0,71±0,02 против 0,90±0,12 нМ/л) и прогестерона - в 11,6 раза (1,3±0,46 против 15,1±3,85 нМ/л, Р 0,001). Индекс ТУЕ составил 18, F/P - 49,6, тогда как у здоровых цик-лирующих коров эти показатели составили соответственно 11 и 2,7.
Гормональный статус бесплодных коров с гипофункцией яичников, проявляющейся длительной анафродизией, характеризовался очень низкими показателями содержания в крови как половых, так и тирсоидных гормонов. Содержание прогестерона (1,04±0,25 нМ/л), тестостерона (2,94±0,40 нМ/л), эстрадиола-173 (0,67±0,10 нМ/л) было ниже базальных значений. Индексы ТУЕ - 4,4, и F/P - 27,9, F/T - 9,9 свидетельствуют о глубокой депрессии стро-мальных структур гонад.
У 67,7% коров при данной патологии отмечена пониженная функция и надпочечных желез (концентрация кортизола в крови 13,2±1,63 нМ/л), а у 33,3%), наоборот, установлен гиперкортицизм (концентрация кортизола 60,7± 10,63 мМ/л). Вероятно, такие животные находятся в состоянии хронического (в первом случае) или острого (во втором случае) дисстресса.
Полученные данные по гормональному статусу коров с овариальной патологией позволяют заключить, что если патофизиологические механизмы формирования лютеиновых кист, в большей степени, можно отнести к уровню системы гипоталамус-гипофиз-надпочечники, то при фолликулярных кистах и гипофункции в эту систему дополнительно включены щитовидная железа и сами яичники. Поэтому восстановление плодовитости в этом случае целесообразно осуществлять через нормализацию функциональной деятельности всех желез внутренней секреции, ответственных за репродукцию животных.
Сравнительная оценка биохимического статуса бесплодных и клинически здоровых оплодотворившихся коров показала (табл. 21), что у бесплодных животных без выраженных клинических изменений в половых органах и многократно безрезультатно осеменяемых, отмечено пониженное содержание мочевины - на 42,5% (3,07±0,24 против 4,52±0,39 мМ/л, Р 0,05) и более высокая активность АлАТ - на 23,8% (31,2±3,62 против 21,8±2,74 Е/л), что может свидетельствовать о снижении активности процессов переаминирования в печени. Отношение мочевина:креатинин составило 0,032, тогда как у беременных животных оно достигло 0,049. Концентрация витамина А в крови бесплодных коров (71,5±4,85 мкг%) оказалось на 34,4% выше, чем у беременных (53,6±5,44 мкг%), а связанного с оелком йода - ниже на 13,5%-(2,07±0,18 против 2,35±0,15 мкг%). По показателям содержания общих липи-дов, холестерина, глюкозы, кальция и фосфора, железа и магния выраженных различий не обнаружено.
Бесплодные многократно осеменяемые коровы характеризовались более низкими показателями содержания в крови марганца на 22,6% (Р 0,05), меди - на 9,2% и селена - на 5,2%.
У бесплодных коров с хронической патологией матки отмечалось более высокое содержание в сыворотке крови общего белка на 6,9% (84,9±2,39 против 79,4±1,24 г/л) за счет повышения (3-глобулинов на 14,4%, у-глобулинов -на 14,7%.
Клиническая оценка влияния селенсодержащих препаратов на течение родов и послеродового периода
Оценке подвергнуты результаты трех серий опытов. В первых двух сериях использованы коровы со среднегодовой молочной продуктивностью 4,5-5 тыс. кг, а в третьей - с продуктивностью 6,5-6,7 тыс. кг.
В первой серии опытов, выполненных на 119 коровах и нетелях, определялась оптимальная профилактическая доза диметилдипиразолилселенида (селекора). За 25-30 дней до предполагаемого отела животным одной группы (п = 28) однократно парэнтерально вводили препарат в дозе 5 мкг на кг массы тела, второй (п = 26) - в дозе 10 мкг/кг и третьей (п = 26) - в дозе 20 мкг/кг. Животным четвертой группы (п = 39) препарат не назначали и они служили контролем.
Из данных, приведенных в таблице 42, следует, что у животных контрольной группы акушерская патология была зарегистрирована в 56,4% случаев, в том числе: задержание последа - 10,3%, послеродовой эндометрит -12,8% и субинволюция матки - 33,3%.
Назначение селекора в дозе 5 мкг/кг способствовало снижению общей заболеваемости до 32,1%, или в 1,76 раза, а в дозе 10 мкг/кг - до 19,2%, или в 2,94 раз, в том числе: задержания последа - в 2,71 раза, послеродового эндометрита и субинволюции матки - в 3,34 раза. Увеличение дозы препарата до 20 мкг/кг не повышало его профилактической эффективности.
Исходя из полученных данных, следует считать, что оптимальной дозой диметилдипиразолилселенида (селекора), обеспечивающей достаточно высокую степень профилактики задержания последа, эндометрита и субинволюции матки, является 10 мкг/кг.
Одновременно установлено, что наиболее выраженное профилактическое действие препарат проявлял среди коров старшего возраста по сравнению с первотелками. В первом случае патология родов и послеродового периода сократилась с 62,5% до 15,4%, или в 4,1 раза, а во втором - с 46,7% до 23,1%, или в 2,0 раза.
Антиоксидантное действие препарата наглядно характеризуется изменениями содержания в крови коров малонового диальдегида. Так, у контрольных животных к концу беременности его концентрация в крови увеличилась с 1,28±0,134 мкМ/л до 1,42±0,065 мкМ/л, или на 10,9%, а у подопытных, наоборот, снизилась до 0,88±0,061 мкМ/л, или на 31,2%. Разницы между группами составила 61,4% (Р 0,001).
Характерным является также то, что по завершению у подопытных животных послеродового периода (30-35 дней), содержание в крови малонового диальдегида увеличилось до 1,46±0,062 мкМ/л, что свидетельствует о восстановлении генеративной и гормоносинтезирующей функции половых желез, активизации процесса жирового обмена и стероидогенеза, при прекращении к этому времени биологического действия селекора. У коров контрольной группы концентрация малонового диальдегида в крови в этот период составила 1,01±0,09 мкМ/л, что отражает задержку восстановления половой цикличности у них после родов.
Вторая серия опытов выполнена на 188 коровах и посвящена сравнительной оценке влияния органических (селекор) и неорганических (селемаг, селенит натрия) форм селена на течение родов, послеродового периода и воспроизводительную функцию коров. Препараты им вводились в те же сро-ки беременности: селекор в дозе 5 мкг/кг (п = 25) и 10 мкг/кг (п = 30), селемаг - 100 мкг/кг (п = 30) и селенит натрия - 100 мкг/кг (п = 32). Интактные животные (п = 71) служили отрицательным контролем.
Из приведенных в таблице 43 данных следует, что заболеваемость коров контрольной группы во время и после родов составила 67,6%, в том числе: задержанием последа - 21,1%, эндометритом и субинволюцией матки - 46,5%.
При назначении селекора в дозе 5 мкг/кг данный показатель сократился до 44,0%о, или в 1,54 раза, а в дозе 10 мкг/кг - до 26,7%, или в 2,53 раза, в том числе: задержание последа - в 2,1 раза, послеродовой эндометрит и субинволюция матки - в 2,78 раза.
Применение селенита натрия способствовало снижению родовой и послеродовой патологии у коров до 28,2% или в 2,4 раза, а селемага - до 23,3% , или в 2,9 раза.
Оплодотворяемость животных после искусственного осеменения за период наблюдения (4 месяца) составила по группам соответственно 77,6%, 80,0% , 91,3% 90%) и 92,8%). То есть, при применении препаратов селена в оптимальных дозах количество оплодотворенных животных возросло на 12,4— 15,2%о. При этом продолжительность бесплодия у каждой оплодотворенной коровы уменьшилась в среднем на 27,6-31 день, что позволяет увеличить выход приплода на 6,5-8%о.
Таким образом, применение препаратов селена коровам за 25-30 дней до предполагаемого отела с целью коррекции их метаболического статуса и воспроизводительной функции является эффективным методом профилактики родовых и послеродовых осложнений и повышения репродуктивного потенциала животных. При этом, как органическое соединение селена (диме-тилдипиразолилселенид), вводимое в 10-кратно меньшей дозе, так и неорганическое его соединение (селенит натрия, селемаг), обеспечивают аналогичные результаты. В основе профилактического действия препаратов селена лежат их антиоксидантные, гепатопротекторные и эндокринонормализующие свойства.
В третьей серии в опыт было включено 212 высокопродуктивных коров.
Животным одной группы (п = 40) за 25-30 дней до предполагаемого отела парэнтерально инъецировали селемаг в дозе 5 мл на 100 кг массы тела, второй - селедант (диметилдипиразолилселенид) в дозе 10 мкг на 1 кг. Животным третьей группы препараты не назначали - они служили отрицательным контролем.
Как следует из данных приведенных в таблице 44, при назначении се-лемага и селеданта осложнение родов у коров в виде задержания последа снизилось с 16,7% до 10,0-11,8%, или в 1,29-1,40 раза.
Заболеваемость коров послеродовым эндометритом снизилась с 25,0% до 15,0-14,5%, или в 1,40-1,42 раза.
Количество оплодотворившихся животных за период наблюдений возросло с 71,9% до 87,5-89,5%, то есть превысило показатели контрольного варианта на 15,6-17,6%, а число бесплодных коров уменьшилось с 28,1% до 10,5-12,5%, или в 2,2-2,6 раза.
Выраженных различий в продолжительности бесплодия у оплодотворенных коров разных групп не выявлено.
В итоге, можно заключить, что эффективность препаратов селена в виде органических (селедант) и неорганических (селемаг) его соединений, применяемых для коррекции пероксидного и биохимического статуса, а также воспроизводительной функции глубокостельных коров, примерно одинакова. Их применение для сохранения продуктивного и репродуктивного здоровья животных имеет достаточно большие перспективы.
Вместе с тем необходимо отметить, что эффективность назначения препаратов селена с целью профилактики послеродовых осложнений и сокращения бесплодия у коров со среднегодовой молочной продуктивностью более 6 тыс. кг несколько ниже, чем у животных с молочной продуктивностью 4-5 тыс. кг. Возможно, это связано с тем, что высокопродуктивным популяциям животных присуща более высокая стресс-реактивность на действие неблагоприятных факторов среды обитания, в условиях которой сохранение физиологического режима функционирования адаптационных систем требует не только увеличения мощности системы антиоксидантнои защиты, но и компенсации высоких энергозатрат. Однако эти вопросы в настоящем исследовании не затрагивались и требуют специальной научной проработки.
