Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 7
2.1. Роль селена в организме животных 7
2.2.. Селен как компонент антиоксидантной системы организма
2.3. Влияние селена на иммунную систему 24
3. Собственные исследования
3.1. Материалы и методы исследований 39
3.2. Результаты собственных исследований 45
3.2.1. Оценка клинического и иммунобиохимического статуса высокопродуктивных коров в хозяйствах Свердловской области 45
3.2.1.1. Клинико-биохимический статус коров модельных хозяйств 49
3.2.1.2. Морфо-иммунологический статус коров модельных хозяйств
3.3. Влияние селеновых препаратов на содержание селена в крови и молоке крупного рогатого скота 58
3.4 Влияние Нутрил Se на иммунобиохимические показатели коров разного физиологического периода 68
3.4.1. Динамика показателей естественной резистентности коров 68
3.4.2. Влияние Нутрил Se на биохимические показатели коров 79
3.5 Иммунобиохимические показатели коров после скармливания селеноорганического препарата Сел-Плекс 84
3.6. Влияние селеносодержащих препаратов на показатели естественной резистентности новорожденных телят 89
4. Экономическая эффективность препаратов селена 92
5. Обсуждение результатов исследований 95
6. Выводы 101
7. Практические предложения 102
8. Список литературы 103
9. Приложение 117
- Селен как компонент антиоксидантной системы организма
- Оценка клинического и иммунобиохимического статуса высокопродуктивных коров в хозяйствах Свердловской области
- Влияние селеновых препаратов на содержание селена в крови и молоке крупного рогатого скота
- Иммунобиохимические показатели коров после скармливания селеноорганического препарата Сел-Плекс
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время большее значение для развития молочного животноводства имеют показатели продуктивности скота. У высокопродуктивных коров часто отмечают нарушение обменных процессов, снижение неспецифической резистентности и иммунологической реактивности животных (К.Х. Папуниди, 2002; Г.М. Топурия, 2002; П.Н. Смирнов, 1999, 2003; Ю.Н. Федоров, 1999; А.Г. Шахов и др., 2000). Получение максимального количества молока в стрессовых условиях промышленного комплекса возможно при условии полноценного кормления, обеспечения животных всем комплексом эссенциальных микроэлементов (В.Т. Самохин, 2003). Важная роль в профилактике оксидативного стресса отводится селену. Селен входит в состав глутатионпероксидазы, катализирующей распад перекисных соединений, участвуя, таким образом, в 1 и 2 звене антиоксидантной защиты организма (Sural, 1999, М.И. Рецкий, 2003, 2004).
Уровень селена в крови и внутренних органах животного зависит от его содержания в корме и воде, а также усвояемости соединения, в составе которого он находится. Работами ряда ученых (В.И. Беляев, Т.Е. Мельникова, 2003) доказано, что организмом животных лучше усваиваются органические формы селена. Результаты исследований других ученых указывают на то, что в условиях выраженного дефицита более эффективно применение препаратов, содержащих неорганические соединения селена.
Почва и вода в Свердловской области содержат низкое количество селена (О.Е. Лиходеевская, 1999). Вокруг промышленно развитых городов сформировались биогеохимические провинции со значительным
повышением концентрации солей тяжелых металлов (И.А. Шкуратова, 2004, 2005), которые поступают в организм животных и обладают иммуносупрессивным действием (И.М. Донник, 1999, 2001, 2004).
Таким образом, возникает необходимость изыскания способов коррекции рациона коров по содержанию селена с целью профилактики его дефицита, снижения уровня техногенного стресса, повышения продуктивности и резистентности животных.
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось изучение влияния селеносодержащих препаратов НутрилБе и Сел-Плекс на клинический, иммунологический и биохимический статус высокопродуктивных дойных и сухостойных коров и полученных от них
телят.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
Провести оценку иммунобиохимического статуса высокопродуктивных коров в хозяйствах Свердловской области.
Выявить содержания селена в крови и молоке высокопродуктивных коров.
Изучить влияние селеносодержащих препаратов НутрилБе и Сел-Плекс на биохимические и иммунологические показатели крови коров разного физиологического состояния.
Определить влияние скармливания препаратов сухостойным коровам на показатели естественной резистентности новорожденных телят.
Научная новизна работы. Впервые в геохимических условиях Среднего Урала разработана схема скармливания препаратов НутршЛе и
Сел-Плекс высокопродуктивным коровам разного физиологического состояния. Проведен мониторинг клинико-биохимических показателей высокопродуктивных коров при длительном применении (в течение 12 месяцев) селеноогранического препарата Сел-Плекс. Изучено влияние селеносодержащих препаратов на показатели естественной резистентности коров и полученных от них телят.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Работа является самостоятельным разделом комплексной темы НИР кафедры внутренних незаразных болезней животных ФГОУ ВПО УрГСХА «Разработать методы и средства профилактики техногенных воздействий на организм сельскохозяйственных животных и птиц» (№ Гос. Регистр. 01.2001 177). Разработаны показания и технология применения высокопродуктивным коровам селеносодержащих препаратов.
Результаты исследований внедрены в хозяйствах Свердловской области, используются при чтении лекций по внутренним незаразным болезням животных в ФГОУ ВПО «Уральская государственная сельскохозяйственная академия».
Апробация работы. Практические результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов в Уральской государственной сельскохозяйственной академии (2005-2007гг.), конференциях «Научные основы профилактики и лечения болезней животных» (Екатеринбург, 2005), «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» (Екатеринбург, 2007).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 научных работы, в том числе одна в издании, рекомендованном ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 127 страницах печатного текста, иллюстрирована 22 таблицами и 11 рисунками, состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, обсуждения результатов исследований, выводов, предложений производству и приложений. Библиографический список включает 139 источников, в том числе 42 иностранных авторов.
На защиту выносятся следующие положения:
- иммуно-биохимический статус высокопродуктивных коров в модельных хозяйствах Свердловской области;
селеновый статус животных в модельных хозяйствах;
влияниет Нутрил8е на показатели обмена веществ и естественной резистентности коров, находящимся в разных физиологических периодах;
влияние длительного применения селеноорганического препарата Сел-Плекс на морфоиммунологические и биохимические показатели коров, их молочную продуктивность;
влияние применение селеновых препаратов стельным коровам на иммунобиологическую реактивность новорожденных телят.
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 2.1. Роль селена в организме животных
Эсенциальность селена была впервые доказана при выявлении его роли в возникновении беломышечной болезни скота. Так Jakobsson (1970) обнаружил существенные различия в концентрации микроэлемента в крови коров, страдающих мышечной дегенерацией и здоровых - 0,003 и 0,046 мг/л. Концентрация селена в печени здоровых ягнят также значительно отличалась от содержания при наличии дефицитных состояний - 0,16 и 0,018 мг/кг соответственно (Hartley, 1967).
Биохимическая функция селена ввиду его малого содержания в организме, по-видимому, каталитическая. Он воздействует на активность неспецифических фосфатаз и скорость образования АТФ, усиливает общую активность системы оксидаз альфа-кетоглутаровой кислоты, активирует декарбоксилирование пирувата путем каталитического окисления липоевой кислоты и тиогрупп дегидрогеназ.
Многообразие биологических эффектов селена обусловлено биохимическими свойствами и распространенностью в организме селенсодержащих белков. Современные данные позволяют подразделить все селенопротеины на 3 группы:
неспецифические тканевые селенсодержащие белки (селеногемоглобин) - их образование зависит от обеспеченности серой;
селенсвязывающие протеины, активно соединяющиеся с селеном при его поступлении в неорганической форме (селенопротеин спермы);
3) Селен-специфические селенопротеины - содержат микроэлемент в виде селеноцистеина; накопление зависит от уровня в рационе (при глубоком дефиците - отсутствуют, при поступлении -достигают физиологического плато).
Характеристика основных селен-специфических селенопротеинов представлена ниже в таблице 1. По функции селенсодержащие белки подразделяются на антиоксиданты, иммуностимуляторы и протеинопротекторы.
Наиболее часто встречающимися симптомами селеновой недостаточности являются: облысение, сосудистые изменения, катаракты, ухудшение роста, репродуктивная недостаточность во втором поколении крыс, содержащихся на селенодефицитном рационе (Wu et al.,1979).
При скармливании свиньям в течение 6 месяцев зерна из эндемичных по содержанию селена в почве районов у них обнаруживался множественный некроз миокарда (Zhu et al., 1981).
По данным Висконсинского университета США селен в составе глутатионпреоксидазы поддерживает целостность кровяных телец. Установлено также участие селена в передаче нервных импульсов. Соединения селена влияют на формирование электрического потенциала
сетчатки глаза (Абдуллаев Г.Б., 1972). Селен повышает возбудимость чувствительных нервных окончаний и существенно сокращает время скрытого периода рефлекса (Тагдиси Дж. Г., 1974).
Таблица 1 - Селен-специфические протеины и их функции
Дефицит селена в рационе цыплят напрямую связан с развитием дегенеративных изменений в поджелудочной железе (Thompson and Scott, 1970).
Селен регулирует усвоение и расход витаминов А, С, Е и К в организме. Он участвует в аэробном окислении, замедляя его интенсивность, и тем самым регулирует скорость течения окислительно-восстановительных реакций.
Экскреция с мочой - основной путь выведения селена из организма, линейно зависящий от потребления микроэлемента с пищей. Величина экскреции зависит и от химической формы селена диеты. По данным Н.А. Голубкиной, Т.Т. Папазян (2006) наиболее линейный ответ на вводимую дозу селена оказывали селенопиран, селекор и селенат натрия; малым уровнем экскреции селена с мочой характеризуются препараты селенообогащенной спирулины и стахиса. Селенообогащенные дрожжи отличаются максимумом выведения при дозах более 400 мкг/сутки. При разовой дозе в ЮООмкг селена процентное выведение микроэлемента с мочой и фекалиями для разных препаратов составило: Na2 SeC>4- 80 и 10%, Na2 Se03 - 22 и 40%, обогащенные дрожжи - 18 и 26%.
Следует отметить, что экскреция селена с мочой и фекалиями обеспечивает коррекцию его потребления. Так известен селеносберегающий эффект при дефиците селена и положительное избыточное выведение микроэлемента при использовании селенообогащенной диеты (Levander et al., 1981).
Многими учеными доказан синергизм действия селена и других антиоксидантов и, в первую очередь, витамина Е. Так, например, Schwarz в 1961г. установил, что применение селенита натрия в дозировке 0,02-0,03 мг/кг крысам, содержащимся в условиях дефицита витамина Е, позволяет в 50% случаев предотвратить развитие некроза печени, а в дозировке 0,10
мг/кг защищает крыс от тотального дефицита витамина в течение всей жизни.
Синергизм объясняется воздействием на разных уровнях антиоксидантной системы (рисунок 1). Селен, как компонент глутатионпероксидазы, прерывает цепь образования свободных радикалов, а витамин Е является внутриклеточным фактором защиты, предупреждая окисление полиненасыщенных жирных кислот в биологических мембранах (Hoekstra, 1975). Биологическая активность селена по замещению функций витамина Е очень специфична: селен предупреждает некроз печени, но не влияет на резорбцию зародышей тестикулов.
Витамин Е снижает необходимую концентрацию селена в рационе для профилактики заболеваний, возникающих на фоне дефицита у цыплят (Scott and Thomson, 1971), свиней (Hakkarainen et al., 1978), ягнят (Ewan et al., 1968).
На сегодняшний день научно доказаны следующие эффекты применения селеновых препаратов: стимуляция роста и развития молодняка, профилактика беломышечной болезни и токсической дистрофии печени, стимуляция функции воспроизводства, иммунитета и повышение молочной продуктивности коров.
Соединения селена оказывают положительное действие на эндокринную функцию фетоплацентарной системы, синтез и метаболизм половых гормонов, обеспечивая высокую сократительную деятельность матки и профилактику послеродовых осложнений
Содержание селена в организме стельных коров влияет на течение родов, послеродового периода, здоровье и жизнеспособность рожденных от
них телят. Г.М. Скражинской с соавт. (1997) установлено, что при содержании в крови стельных коров 0,024-0,076 мг/л селена наблюдались гинекологические заболевания, осложнения родов, высокий падеж телят. Уровень селена в крови коров с нормальным течением родов и послеродового периода составил 0,16-0,18 мг/л.
В период беременности в крови снижается уровень селена и активность глутатионпероксидазы плазмы, который восстанавливается после родов. Параллельно снижается экскреция микроэлемента с мочой -для обеспечения потребностей плода и матери. Оптимальный уровень селена в крови для беременных в конце 1 триместра составляет 104-109, 2 семестра - 98-103 мкг/л, к родам - 95-100 мкг/л.
По данным Н.А. Уразаева (1986) у крупного рогатого скота в норме в крови должно содержаться 8-11 мкг селена.
Исследованиями J.P. Orr, B.R. Barkley (1997) установлено, что содержание селена в печени у абортированных телят с поражениями сердца в среднем составило 5,5 ммоль/кг, без патологии - 6,5 ммоль/л, а у убитых здоровых телят - 7,5 ммоль/кг.
Известны несколько методов определения содержания селена, отличающихся высокой чувствительностью, в частности, флюорометрический, атомно-адсорбционный, нейтроноактивационный, масс-спектрометрия. Атомная адсорбция на графитовом электроде с модификацией никелем позволяет исключить из анализа стадию мокрого сжигания, что упрощает процесс; она применима для сыворотки крови.
Селен в современных препаратах встречается в различной форме: органической - в составе метионина и цистеина селенообогащенных
дрожжей, водорослей, либо неорганической - в виде солей (натрия селенит, селенат), хелатов, селенопиранов (Селекор, СП-1), фенольных соединений (ДАФС-25).
Биодоступность селена, поступающего в организм в различных формах неодинакова. Если судить по накоплению микроэлемента в крови и печени, то более высокий показатель у селенообогащенных дрожжей (138 и 147% соответственно) по сравнению с хелатированной аминокислотной формой (60 и 88%) и селенитом натрия (100%).
Еще выше показатели эффективности «селена фактора 3» - экстракта из почек свиней: достаточно 0,007 мг/кг для 50% защиты от некротической дегенерации печени у крыс, тогда как селена в неорганической, или органической форме требовалось 0,02-0,03мг/кг рациона.
Биологическое действие разных форм селена также неодинаково. Так, например, селен в форме селенметионина был менее эффективен, чем селенит натрия для профилактики экссудативного диатеза у цыплят (Noguchi et al., 1973), тогда как для предупреждения фиброза поджелудочной железы было справедливо обратное (Cantor et al.,1975).
Влияние любого экологического фактора на состояние биосферы включает зоны удовлетворительного состояния, риска, кризиса и бедствия. Согласно оценке Н.А. Голубкиной, Т.Т. Папазян основанной на данных Ермакова по корреляции между частотой возникновения беломышечной болезни и уровнем селена в растениях, поверхностных водах к зонам «удовлетворительного состояния» относятся с содержанием селена в растениях 0,05-1,0 мг/кг сухой массы. В зонах риска содержание микроэлемента в пастбищных травах составляет при дефиците 0,03-0,05
мг/кг, при избытке 1-Ю мг/кг. Для зон кризиса уровень селена составляет интервалы 0,001-0,03мг/кг и 10-50 мг/кг соответственно. Распределение селена в растениях различных зон показано ниже на рисунке 1.
Для формирования более полного представления о содержании селена в растениях следует отметить, что селен кислых почв связывается железом и становится недоступным для растений и животных, тогда как в щелочных он содержится в водорастворимой форме, что ведет к избыточному накоплению растениями и возникновению хронических селеновых отравлений животных (щелочная болезнь) (В.Т. Самохин, 1981).
Д Экологическое благополучие
0,05 0,03 0,05
1,0 10
Se в растениях, мг/кг
Рисунок 1 - Распределение селена растений в соответствии с законом оптимума
По данным Американского комитета критический уровень селена в рационе жвачных, ниже которого возникают симптомы дефицита составляет 0,2 мг/кг (US NAS/NRC, 1971). Для устранения дефицита комитетом рекомендовано добавлять в рацион домашнего скота селен в дозе 0,1 мг/кг.
Содержание селена в цельном молоке коров Каменска-Уральского колеблется от 10 до 23,7 мкг/л, что в среднем составляет 14,6+3,7 мкг/л и зависит от уровня микроэлемента в кормах. Концентрация микроэлемента в сырой говядине, производимой на территории Свердловской области находится в диапазоне от 76 до 227 мкг\кг и в среднем составляет 165±29мкг/кг (Н.А. Голубкина, Т.Т. Папазян, 2006).
Действие микроэлемента на организм двоякое: с одной стороны он является эсенциальным и его дефицит приводит к различным клинико-биохимическим нарушениям, а с другой стороны избыток селена токсичен для животных. Анализ зависимости возникновения заболеваний, вызванных хроническим отравлением селеном и концентрацией его в крови показал, что вероятность таких состояний очень велика, если среднее содержание селена в крови коров стада превышает 2 мг/л.
Средние величины 1-2 мг/л регистрируются при возникновении щелочной болезни, 1,5-4 мг/л - при слепоте и головокружении, до 25 мг/л -при остром отравлении селеном. В исследованиях с применением селенита натрия коровам было выяснено, что при превышении концентрации селена в крови 3 мг/л возникают острые проявления токсичности.
При недостатке селена в организме возникает комплекс патологических процессов, именуемых беломышечной болезнью. При этом характерным симптомом является развитие воспалительно-дистрофических процессов в поперечно-полосатой мускулатуре мышц, сердца. Нарушение обмена веществ проявляется снижением упитанности и продуктивности животных, уменьшением в сыворотке крови общего кальция, увеличением неорганического фосфора. При поражении мускулатуры конечностей возникает хромота, межреберных мышц - расстраивается акт дыхания, нарушается прием корма, жевание и глотание. При поражении миокарда наблюдается ослабление сократительной способности, тонов сердца, появление аритмии. Первый тон сердца ослаблен, приглушен. Удлинен,
иногда расщеплен или раздвоен, второй тон ослабляется и удлиняется. На фонокардиограмме появляются дополнительные третий и четвертый тоны, удлиняется систола и удлиняется диастола. Пульс слабый, малого наполнения; артериальное давление понижено, венозное - возрастает, скорость кровотока уменьшается. Животное может внезапно погибнуть от паралича сердца.
Клиническая картина селенодефицита у телят включала гнойный полиартрит, возникающий в первые дни жизни, симптомы пневмонии -кашель, гнойные истечения из носовой полости, повышение температуры тела до 41 С, увеличение щитовидной железы. При вынужденном убое и вскрытии больных телят устанавливали наличие гнойно-катаральног бронхопневмонии, дряблость и бледность сердечной мышцы.
При избытке селена в почве, воде, кормовых растениях, особенно в бобовых, капусте, сложноцветных, возникает селеновый токсикоз. Под влиянием селена понижается активность адреналина, повышается -инсулина, что приводит к гипогликемии, накоплению гликогена в мышцах; вследствие образования селеногемоглобина наблюдается гипохромная анемия. Нарушение обменных процессов приводит к дистрофическим процессам в печени, сердце, почках, селезенке и других паренхиматозных органах. Наблюдается снижение упитанности и продуктивности живтных, при длительном течении развивается истощение. Слизистые оболочки бледные, может возникнуть желтушность при поражении паренхимы печени. Волос становится ломким, выпадает, появляются алопеции. Аппетит у животных ухудшается, нарушаются жвачка и отрыжка. Сокращения рубца и тоны сердца становятся редкими и слабыми, пульс ослабевает, дыхание учащается.
Хронический селеновый токсикоз (щелочная болезнь) проявляется
истощением, анемией, огрубением кожного покрова, потерей волос, деформацией и нарушением прочности рогового башмака. При содержании
в растениях 5-10 мг/кг селена у животных, содержащихся на пастбище, уже через месяц появляется хромота, выпадают волосы из гривы и хвоста (А.П. Кудрявцев, 1979).
Функции микроэлемента в организме до конца не изучены. Например, установлено, что лишь 0,2% общего селена головного мозга крыс находится в составе глутатионпероксидазы (Prohaska and Ganther, 1976). Доказано также, что селен является компонентом некоторых ферментов микроорганизмов. Эти данные позволяют расширить традиционные представления о роли микроэлемента в организме и дают предпосылки для дальнейшего изучения механизмов действия селена и его соединений.
Селен как компонент антиоксидантной системы организма
Перекисное окисление липидов протекает во всех клетках и межклеточном пространстве организма и является необходимо для нормального течения обмена веществ в клетках. Этот процесс обеспечивает проницаемость мембран (Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков 1972; Ю.П. Козлов и др., 1972), регулирует скорость роста организма (А.И. Журавлев, 1963, 1968) и пролиферации клеток (Е.Б. Бурлакова, 1968), состав липидов мембран (Е.Б. Бурлакова и др., 1975).
В 1957-1961 гг. было доказано отсутствие прямого токсического действия промежуточных продуктов свободно-радикального окисления -гидроперекисей липидов. Нейтральный рыбий жир, окисленный до стадии накопления только гидроперекисей, не обладал токсическим действием (Е.Б. Бурлакова и др., 1957; А.И. Журавлев, 1957). При последующем окислении того же жира его кислотность повышалась за счет повышения числа соединений, имеющих свободную карбоксильную группу и одновременно перекисные, альдегидные и кетонные группы. На этой стадии окисления жир угнетал рост корней люпина, разрушал организм гидр (Е.Б. Бурлакова и др., 1957). Таким образом, токсичными являются конечные продукты окисления липидов - альдегиды, кетоны, окисленные жирные кислоты, образующиеся при распаде гидроперекисей липидов. Их токсический нарастает в зависимости от стадии окисления: жиры в стадии начала накопления конечных продуктов, содержание гидроперекисей в которых превышало их содержание в тканях в 102-103 раз не приводило к гемолизу эритроцитов мышей или их гибели при внутрибрюшинном введении. Окисление этих жиров до стадии образования жирных кислот с повышением кислотности с 1,86 до 2,2 мг КОН/г приводило к выраженному гемолизу и 100% гибели мышей (А.И. Журавлев и др., 1961).
Токсическое действие свободных жирных кислот показано также в работах Ю.Б. Кудряшова с соавт. (Ю.Б. Кудряшов и др., 1964). В своих работах а втор указывает на токсичность тех липидов, которые одновременно имеют свободные карбоксильые группы и перекисные, кетонные, альдегидные и эпоксидные группировки.
Таким образом, гидроперекиси липидов являются потенциальным источником образования высокотоксичных соединений. Физиологичное течение биохимических процессов возможно в пределах нормы, которой соответствует: 1) количественно низкий уровень гидроперекисей, при которой инактивация ферментов незначительна; 2) качественно не наступившая вторая фаза автоокисления, когда нет накопления конечных продуктов - кислотных остатков глицерофосфатов, имеющих, помимо карбоксильной также альдегидные, кетонные и эпоксидные группы.
Свободнорадикальные патологии, возникающие при резкой и длительной активации процессов перекисного окисления липидов, приводит к биохимическим изменениям с характерными симптомами. К таким симптомам относят: вялость, ослабление реакций на внешние раздражители, изъязвление, слизистой оболочки глаз, носа, повышение хрупкости кровеносных капилляров, анемию, расстройства функции желудочно-кишечного тракта, аритмию дыхания, лейкопению, преобладание дистрофических процессов, торможение роста, потерю веса, снижение воспроизводительной функции - вплоть до стерильности, преждевременное старение (А.И. Журавлев, 1977).
Свободнорадикальные патологии могут выступать как самостоятельные, например авитаминоз Е, или как сопутствующие заболевания, вызываемые другими патологиями, например авитаминозом С или стрессовым состоянием. Хронически текущие свободнорадикальные патологии являются в настоящее время одним из основных факторов, снижающих скорость роста, продуктивность и воспроизводительную способность сельскохозяйственных животных в промышленных комплексах (И.М.Донник, 1996,2000; И.А. Шкуратова, 1997,2000).
В норме существует эффективная система регуляции, поддерживающая эндогеннные перекиси липидов на стационарно низком уровне. Однако при ряде патологий уровень перекисных соединений в тканях возрастает и достигает токсических величин, например, на некоторых фазах атеросклероза, в процессе старения, лучевой болезни, при различных интоксикациях. Избыточное образование свободных радикалов ведет к интоксикации организма продуктами перекисного окисления, нарушению клеточных структур и, следовательно, функций тканей. Под действием различных стрессовых фактов происходит нарушение критического баланса между прооксидантами и факторами антиоксидантной защиты организма в сторону избыточного образования свободных радикалов. Выделяют несколько групп факторов, вызывающих активацию свободнорадикального окисления в тканях живого организма: 1. Нарушения кормления - высокий уровень полиненасыщенных жирных кислот, дефицит витамина Е, селена, цинка, марганца, гипервитаминоз А, повышение содержания железа в рационе, присутствие токсинов. 2. Экстремальные условия окружающей среды - гиподинамия, повышенная температура и влажность, гипероксия, действие ультрафиолетового излучения, ультразвука, ионизирующей радиации. 3. Внутренние стресс-факторы - вирусные и бактериальные заболевания, аллергические реакции. Хронический стресс вызывает избыточную мобилизацию энергетических ресурсов (ненасыщенных жирных кислот), что ведет к активации свободнорадикального окисления и перерасходу антиоксидантов.
Антиоксиданты регулируют течение процессов перекисного окисления липидов. Модифицируя структуру и функциональную активность мембран, антиоксиданты могут оказывать воздействие на клеточный метаболизм различными путями: взаимодействуя со свободными радикалами, с рецепторами, ингибируя и активируя ферменты, взаимодействуя с генетическим аппаратом клетки. Биологическая эффективность антиоксидантов определяется особенностями их химической структуры и, в первую очередь, наличием окси- или аминоароматических групп. Например, селен эффективен в профилактике оксидативного стресса не в свободном состояниии, а в связи с белками органов и тканей, образуя с ними дисульфидные связи.
По влиянию на скорость течения перекисного окисления липидов принято делить химические соединения на прооксиданты (усиливают процессы перекисного окисления) и антиоксиданты (тормозят преркисное окисление липидов). К прооксидантам в живой клетке относятся высокие концентрации кислорода - при длительной гипербарической оксигенации, ферментные системы, генерирующие свободные радикалы (ксантиоксдаза, ферменты плазматической мембраны фагоцитов), ионы двухвалентного железа.
Оценка клинического и иммунобиохимического статуса высокопродуктивных коров в хозяйствах Свердловской области
В настоящее время большое внимание уделяется обеспечению продуктивного долголетия животных. Одним из факторов, обеспечивающих продолжительное хозяйственное использование дойных коров, является состояние обменных процессов и высокая иммунобиологическая реактивность животных. Отмечено, что при повышении продуктивности изменяется метаболический профиль, показатели иммунной системы, страдает репродуктивная функция.
Для комплексного анализа факторов, влияющих на гомеостатические показатели животных, проводили оценку качества рационов -сбалансированности, соответствия нормативным значениям (АЛ. Калашников, Н. И. Клейменов и др.) по содержанию основных питательных веществ, витаминов, микро- и макроэлементов.
В ЗАО «Тепличное» использовались корма собственного производства с добавлением комбикорма КК-60-427, содержащего 0,2 мг/кг селена. Рацион кормления дойных коров был рассчитан исходя из среднесуточного удоя в 12 кг и включал: сено злаковое - 2 кг, силос из многолетних трав - 25 кг, картофель - 4 кг, пивную дробину - 4 кг, соль - 50г и комбикорм - 100 г на надоенный литр. Тип кормления сухостойных коров - сеннажно-сено-концентратный. Рацион включал: сено - 12 кг, сенаж - 5 кг, картофель - 5 кг, комбикорм - 1 кг. Химический состав рационов ЗАО «Тепличное» характеризуется повышенным содержанием железа и дефицитом йода. Расчеты показали, что содержание железа в рационах в два раза превышает его необходимое количество. Было установлено: дефицит переваримого протеина в рационе составил 81,2%, сырого протеина - 47,3%. Отмечается значительное нарушение кальций-фосфорного соотношения в рационах данного хозяйства, на фоне недостатка обоих элементов - на 65,1 и 87,9% соответственно. Дефицит каротина составил 11, переваримого протеина - 22 % от потребности Рационы сухостойных коров дефицитны по цинку и кобальту. Содержание неорганического селена в комбикорме составляло 0,2мг/кг.
По данным экспертиз, проведенных ФГУ «Государственный центр Агрохимической службы «Свердловский» в сене обнаружено превышение нитратов в 5 раз по сравнению с ПДК, в сенаже - низкое содержание сырого протеина, а в силосе - повышенное содержание масляной кислоты. Сравнивая фактическое содержание питательных веществ в кормах с нормативными показателями можно сделать вывод, что рацион дефицитен по содержанию сырого протеина (на 56% ниже нормы), сырой клетчатки (на 67%), каротина (на 6%), кобальта, цинка, йода, не выдерживается кальций-фосфорное и сахаро-протеиновое отношения.
Содержание скота отделения «Сосновское» ГУП СО «Свердловская» стойлово-привязное, с моционом в пастбищный период (с мая по октябрь). Продуктивность коров колеблется от 4200 до 6700 кг.
Состав рационов дойных и сухостойных коров отделения «Сосновское» ГУП СО «Свердловская» представлен в таблице 4. Рацион кормления дойных включал: сено - 3 кг, сенаж из многолетних трав - 22 кг, солому - 2 кг и концентраты - 570 г на надоенный литр. В хозяйстве применяли комбикорм марки КК-60-2-271. Дачу комбикорма нормировали из расчета на среднесуточный удой в 12 литров. В рацион стельных сухостойных коров входили: сено - 3 кг, сенаж из многолетних трав - 20 кг, солому - 2 кг и концентраты - 4 кг. При сравнении полученных показателей с нормативными выявлен дефицит сырого протеина - 21%, сырого жира -5,2%, фосфора - 35%, цинка - на 4,2%, сахара - в 1,8 раз, кобальта - в 1,7 раз, йода - в 2 раза. При этом в рационе содержится избыток обменной энергии - 21%, кальция - 36%, меди - 17%, значительно повышена концентрация железа.
Таким образом, рационы коров модельных хозяйств были разбалансированы по основным питательным веществам и содержанию макро- и микроэлементов. Показатели, характеризующие содержание в рационах энергии, минеральных веществ сахара были значительно ниже установленной нормы. Следует отметить, что селеносодержащие минеральные подкормки животным в пастбищный период не применялись.
Клиническое исследование проводили в соответствии с рекомендациями по проведению диспансеризации животных. При определении клинического статуса животных учитывали такие показатели как внешний вид и упитанность, состояние кожного покрова, прочность удержания волос в коже, выраженность и продолжительность линьки, равномерность шерстного покрова, наличие алопеции. Оценивали состояние сердечно - сосудистой системы: частоту и характер сердечных тонов, границы сердца, наличие болезненности в области сердца, выраженность сердечного толчка и наличие отеков. Состояние органов дыхания оценивали по частоте и ритму дыхательных движений, аускультацией определяли характер дыхательных шумов. При исследовании пищеварительной определяли выраженность аппетита, наличие и продолжительность жвачного периода, характер сокращений рубца, проводили пробы на болезненность сетки. Особое внимание уделяли исследованию состояния печени. Перкуссией определяли ее границы, при увеличении пальпировали край печени за 13 ребром. При исследовании опорно-двигательного аппарата и костяка определяли состояние последних ребер, хвостовых позвонков, шаткость роговых отростков. Кроме того, обращали внимание на состояние копытного рога, правильность постановки конечностей, наличие деформации суставов.
Влияние селеновых препаратов на содержание селена в крови и молоке крупного рогатого скота
Ранее проведенными исследованиями (Лиходеевская О.Е., 1999, 2000) установлено, что в почвах, воде кормах Свердловской области содержание селена значительно снижено. Например, содержание микроэлемента в дерново-карбонатных почвах на глубине 25 см составляет 17,98, в дерново-подзолистых - 3,67, в выщелоченных черноземных - 7,09 мкмоль/кг. Растения, на них произрастающие, соответственно содержат меньшее количество селена. Например, в сене луговом с дерново-карбонатных почв его содержится 9,63+0,07, в сене клеверном - 11,90+0,08, в картофеле -6,08+0,08 мкмоль/кг. Содержание микроэлемента в аналогичных культурах, произрастающих на выщелоченных черноземных почвах - соответственно составило 14,06+0,03, 14,18+0,03, 5,95+0,01 мкмоль/кг. Селен злаков, произрастающих на территории Свердловской области, колеблется от 4,43+0,03 до 15,70+0,06 мкмоль/кг. Однако содержание селена в почве и кормах не всегда коррелируют. Способность растений поглощать селен находится в обратной зависимости от кислотности почвы. В некоторых хозяйствах используют селеносодержащие комбикорма, не нормируя содержание микроэлемента, что влияет на его концентрацию в рационе.
Проведенные нами исследования свидетельствуют о недостатке селена в рационе и организме высокопродуктивных коров опытных хозяйств, более выраженном в пастбищный период. Это обусловлено низким содержанием селена в почвах и растениях данной биогеохимической провинции, а также прекращением применения селеносодержащих добавок. Выявленные отклонения в морфо-биохимическом статусе животных модельных хозяйств согласуются с данными Кудрявцева А.А., описавшего картину крови при селенодефицитных состояниях (беломышечной болезни). Она характеризуется понижением содержания гемоглобина и эритроцитов, белка; повышение фосфора на 30-70% от нормы возникает на поздней стадии заболевания. Появление миокардиодистрофии в структуре патологии обоих хозяйств также свидетельствует о наличии селеновой недостаточности. Для коррекции селенодефицита опытным животным ЗАО «Тепличное» скармливали Нутрил8е, содержащий селенит натрия, а коровам ГУП СО «Свердловская» - Сел-Плекс.
В 1 килограмме Нутрил8е содержится: 0,33 мг/кг селенита натрия, 5500 мг витамина Е, 20000 тыс. ME витамина А, 1000 тыс. ME витамина D3, 20000 мг аскорбиновой кислоты, 400 мг фолиевой кислоты, витамина В і -1250 мг, В 2 - 2500 мг, В3 - 6500мг В12 - 7,5 мг, по 4000 мг лизина и метионина, 600 мг триптофана. Нутрил8е задавали с комбикормом по 0,02 грамма на килограмм живой массы ежедневно в течение 5 дней, с перерывом в 14 дней. Коровам первой опытной группы курс дачи препарата повторяли трехкратно, второй и третьей - двукратно. Содержания селена в крови, и молоке и моче исследовали до скармливания препарата и через 10 дней после каждого курса - на 15-й, 35-й и 53-й день опыта.
В Сел-Плекс содержится 1000 мг/к селена, более 98% которого представлено селенометионином и селеноцистеином. Препарат задавали в составе комбикорма из расчета 100 мг/кг. Исследования содержания селена крови, молоке проводили до опыта и через 60, 120, 180 дней после начала скармливания препарата. В ходе опыта определяли содержание селена в крови, моче и молоке животных. Динамика селенового статуса опытных и контрольных коров ЗАО «Тепличное» представлена в таблице 9. Установлено, что уровень селена в крови коров 1 группы увеличился с 0,061 ±0,01 до 0,109±0,01, во второй - с 0,072±0,01 до 0,099±0,01, в третьей с 0,012±0,01 до 0,111±0,01 мг/л. У животных контрольной группы содержание микроэлемента в крови колебалось в пределах 0,025-0,046±0,01 мг/л. Выделение селена с мочой возросло: у группы раздоя на 0,074±0,01, у группы стельных на 0,067, у сухостойных коров - на 0,087 мкг/л. Выделение селена с молоком у коров 1 группы увеличилось на 0,077 мкг/л. Динамика содержания селена в крови коров ЗАО «Тепличное» отражена на рисунке 5. Изменение содержания селена в моче и молоке коров представлено на рисунках 6 и 7. В результате проведенных в ГУП СО «Свердловская» исследований установлено, что уровень селена в крови коров опытной группы увеличился через 60, 120 и 180 дней соответственно до 0,087, 0,124 и 0,132 мг/л. Выделение селена с молоком возросло у коров опытной группы до 32-37 мкг/л, тогда как у коров контрольной группы составило 18 мкг/л.
Иммунобиохимические показатели коров после скармливания селеноорганического препарата Сел-Плекс
Опыт по длительному применению селеноорганического препарата Сел-Плекс был проведен на 150 высокопродуктивных коровах со средним удоем 6500 кг молока за лактацию. Отделение «Сосновское» находится в Каменском районе Свердловской области. В хозяйстве содержится 380 голов крупного рогатого скота, в том числе 300 коров со средней годовой молочной продуктивностью 6500 кг.
Для опыта подобрано 300 коров черно-пестрой голштинизированной породы. Животные контрольной и опытной групп содержались в разных корпусах по 150 голов. Препарат задавали в составе комбикорма из расчета 100 мг/кг. Кровь для исследования брали из яремной вены утром до кормления у животных эталонных групп (по 15 голов в каждом корпусе). Исследование крови проводили до опыта и через 60, 120, 180 дней после скармливания препарата. Содержание селена в молоке определяли через 2,4 и 6 месяцев постоянного применения Сел-Плекс.
Динамика основных иммунологических и морфо-биохимических показателей отражена в таблице 20. У коров опытной группы наблюдается повышение содержания эритроцитов - на 15,2%), у контрольных - на 9% от первоначального, гемоглобина - соответственно на 14,1 и 11,5%, лейкоцитов - на 20,5 и 13,5%, лимфоцитов - на 4,6 и 3,2%. Содержание Т- лимфоцитов у опытных животных выросло на 18,2%), тогда как у контрольных - снизилось на 7,2% ; В-лимфоцитов - возросло на 3 и 0,7% соответственно. Фагоцитарная активность через 6 месяцев применения Сел-Плекс выросла на 13,3%, тогда как у контрольных коров она понизилась на 5,3%. Холестерин в крови коров обеих групп в начале опыта превышал нормативное содержание на 6,5 и 9%. Его содержание оставалось стабильно высоким у контрольных коров, а у опытной группы нормализовалось через 120 дней. Содержание глюкозы в крови коров контрольной группы повысилось незначительно, оставаясь в низкой концентрации (на 2% ниже нормы), а у опытных - повысилось на 20% через 180 дней, нормализовавшись уже через 60 дней опыта.
Фосфорно-кальциевое соотношение у контрольных животных через 180 дней с начала опыта составило 1,1:1, тогда как у опытных оно составило 1,5:1. Содержание кальция в крови опытных и контрольных коров было стабильно сниженным, понижаясь к концу опыта, что может быть обусловлено дефицитом элемента в рационе и повышенной молочной продуктивностью животных. Содержание фосфора в крови контрольных животных превышало нормативное, приближаясь к нему только через 180 дней с начала опыта, тогда как у контрольных оно нормализовалось уже через 60 дней. Динамика показателей неспецифической резистентности опытных и контрольных коров через 2, 4 и 6 месяцев применения Сел-Плекс показана на рисунке 11. В ходе опытов также определяли показатели репродуктивной функции коров течение родов и послеродового периода, продолжительность сервис-периода, индекс осеменения. Установлено, что количество задержаний последа, эндометритов в опытной группе уменьшилось на 30% от данных до опыта, сервис-период уменьшился на 16 дней, индекс осеменения составил 1,2 у опытных и 1,6 - у контрольных коров. У коров опытной группы наблюдалось существенное снижение заболеваний яичников - на 58% от первоначального, тогда как у контрольных этот показатель изменялся незначительно.
Анализ продуктивности коров ГУП СО «Птицефабрика «Свердловская» показал, что с ростом содержания селена в молоке удои повышаются в среднем в опытной группе на 8,5%, тогда как в контрольной остается без существенных изменений. Для оценки влияния селеносодержащих препаратов на состояние новорожденных телят были взяты анализы крови у телят, рожденных от коров контрольной и опытной групп, проведено их взвешивание, проанализирована заболеваемость острыми расстройствами пищеварения.
При проведении клинического исследования установлено, что температура тела, частота дыхания пульс и у телят опытной контрольной группы были аналогичными и соответствовали нормативным. Телята были хорошо развиты, вставали на ноги в течение 60 минут, сосательный рефлекс проявлялся через 45-70 минут после рождения.
В начале опыта у телят обеих групп отмечено пониженное содержание гемоглобина и эритроцитов, повышенное содержание мочевины и холестерина, пониженное содержание глюкозы, снижение Т- и В- лимфоцитов.
Похожие диссертации на Влияние препаратов селена на иммуно-биохимический статус высокопродуктивных коров и рожденных от них телят
