Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 10
1.1 Физиологические основы и оценка воспроизводительной способности быков-производителей 10
1.2. Нарушение воспроизводительной функции быков-производителей и способы ее коррекции 15
1.3. Перекисное окисления липидов
и система антиоксидантной защиты 24
1.4, Биологическая роль и использование селена в животноводстве и ветеринарии 34
Заключение по обзору литературы 43
2. Материалы и методы исследования 47
3.Результаты собственных исследований 52
3.1. Изучение воспроизводительной способности быков-производителей в условиях Федерального Государственного унитарного предприятия "Липецкое" по племенной работе 52
3.2. Изучение состава рациона кормления и его влияния на биохимические и морфологически показатели крови быков-производителей 55
3.3. Содержание продуктов перекисного окисления липидов и состояние системы антиоксидантной защиты в крови быков-производителей с разной воспроизводительной способностью 63
3.4. Изучение воспроизводительной функции быков-производителей при применении селеносодержащего препарата "Деполен" 67
3.4.1. Показатели перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты в крови быков-производителей при применении "Деполена" 67
3.4.2. Содержания селена в крови и сперме быков-производителей при применении "Деполена" 78
3.4.3. Изучение воспроизводительной функции быков-производителей при применении селеносодержащего препарата "Деполен" 82
3.4.4. Определение оплодотворяющей способности спермы быков-производителей после применения препарата "Деполен" 89
3.5. Разработка эффективной схемы применения препарата "Деполен" быкам-производителям
4. Заключение 96
5. Выводы 102
6. Предложения 104
7. Литература
- Нарушение воспроизводительной функции быков-производителей и способы ее коррекции
- Биологическая роль и использование селена в животноводстве и ветеринарии
- Изучение состава рациона кормления и его влияния на биохимические и морфологически показатели крови быков-производителей
- Содержания селена в крови и сперме быков-производителей при применении "Деполена"
Нарушение воспроизводительной функции быков-производителей и способы ее коррекции
Уровень воспроизводительной способности животных в определённой степени обусловлен генетически. Сперматогенная функция половых желез находится под контролем нервной и гормональной систем. Гормоны желез внутренней секреции контролируют развитие семенников, стимулируют сперматогенез и секрецию тестостерона (гонадотропины), а также влияют на развитие вторичных половых признаков и проявление полового влечения (андрогены) (Солдатов А.П. и др., 1969; Нежданов А.Г. и др., 1993,). Однако выраженное влияние на проявление воспроизводительной способности оказывают фенотипические факторы (Грищенкова Е.М., 1966; Георгиевский В.И. и др., 1983; Акоев И.Г. и др., 1985). Половая система животных реагирует одной из первых в организме на изменение возраста, сезона года, условий содержания, режима использования и кормления. (Воронин И.И., 1984; Желтобрюх Н.А. и др., 1985; Нежданов А.Г. и др., 1998).
Средняя продолжительность жизни быков-18-20 лет, половая зрелость наступает в 8-11 месячном возрасте(Козло Н.Е., 1984; Студенцов А.П. и др., 1986). Однако использовать, как производителей, их начинают лишь тогда, когда они закончат свой рост, развитие и достигнут определенного веса 60-70% массы взрослого животного (Родин И.И. и др., 1973). По данным Р.А.Троицкого (1961) оптимальный возраст начала использования быков-15-16 месяцев, а по сведениям А.П.Студенцова (1986)- 18-20 месяцев. По мнению О.Косовой (1966), И.И.Родина и др. (1973) при хорошем общем развитии, высоком весе возможно допускать быков к спариванию в возрасте 12-14 месяцев. За рубежом принято более раннее использование быков производителей-с 10-14 месяцев (Маркушин А.П., 1983; Козло Н.Е., 1984). На основании изучения возрастных особенностей спермопродукции выделяют у быков три пожизненных периода сперматогенеза: первый — становление половых функций (возраст от 18 20 месяцев до 4 лет), второй период активных половых функций (возраст от 4 до 10 лет) и третий — угасание половых функций (возраст старше 10 лет). Первый период характеризуется увеличением объема эякулята, повышением концентрации спермиев, их общего количества в эякуляте и оплодотворяющей способности семени; второй — стабильностью количественных и качественных показателей спермопродукции и третий - снижением количества и качества спермы (Mann Т., 1964; Lake Р. at al, 1982). По сообщениям А.П.Маркушина (1962), Е.М.Грищенковой (1966) у быков молочных и мясных пород нормальная половая активность продолжается до 10-12 лет, а в некоторых случаях до 13-15 лет. При нормальных условиях содержания и эксплуатации, по данным А.П.Солдатова и др. (1969) не обнаружено заметного снижения качества спермопродукции быков до 10-летнего возраста, а высокая оплодотворяющая способность спермы быков черно-пестрой и симментальской пород сохраняется до 8—10 лет. Однако в настоящее время их продуктивная жизнь на станциях искусственного осеменения составляет в среднем 3-4 года (Миролюбов М.Г., 1994). Редкое использование быков-производителей приводит к затуханию половых рефлексов, а частое - к снижению качества спермы, её объёма и концентрации (Воронин Л.И., 1979). У молодых быков, до 18-месячного возраста, можно брать не более двух эякулятов, у взрослых 2-4 эякулята в неделю; вторую садку следует проводить спустя 5-7 минут после первой.
По данным Ф. Осташко (1978) оптимальным режимом использования быков на госплемстанциях является получение от них - 3-4 эякулятов в неделю. Получение 5 эякулятов и более в неделю приводит к снижению устойчивости спермиев к замораживанию.
По данным Н. Жильцова и др. (1975) хорошие результаты по криоконсервации спермы быков были получены при взятии спермы от быков по три эякулята один раз в пять дней и они не обнаружили существенных различий при использовании быков два раза в неделю по три эякулята либо три раза в неделю по два эякулята.
Оптимальным для быков считается следующий режим их использования - одна дуплетная садка через 2-3 дня.(Родин И.И. и др. 1973; Студенцов А.П., 1986) При высоком уровне кормления допускают и более интенсивное: одна садка через день, хотя при этом отмечают уменьшение объёма эякулята, снижение концентрации спермиев и их переживаемость (Воронин И.И., 1984).
Решающим показателями качества производителя служат результаты исследования спермы (Ленкутис В.А. и др., 1979;Балашов Н.Г., 1980; Saacke R.G. at al 1964). На станциях искусственного осеменения сперму производителей перед замораживанием оценивают по основным показателям: густоте, подвижности, концентрации, выживаемости, количеству патологических клеток (ГОСТ № 23745-79. 1979). Кроме того, производится визуальная оценка по объему, цвету, наличию хлопьев и примеси крови. Периодически в лабораториях Государственной ветеринарной службы сперму исследуют на бактериологическую загрязненность (общее количество бактерий, колититр, количество лейкоцитов, патогенных и условно-патогенных микроорганизмов). Для отбора свежеполученной спермы быков утвержден Государственный стандарт, которому должна соответствовать сперма, пригодная для замораживания (ГОСТ № 23745-79). Пробы спермы, не удовлетворяющие ГОСТу, выбраковываются. Высокие экстерьерные показатели и кровность теряют всякое значение, если у производителя выявляется аспермия или неполноценная сперма (Солдатов А.П. и др., 1969; Зудилин В.А., 1975; Watson P.P. 1981).
Биологическая роль и использование селена в животноводстве и ветеринарии
Для определения нарушений воспроизводительной способности самцов пользуются термином импотенция. Установлено, что потенция характеризуется половой активностью самца, проявляющимся ярким половым ритуалом, коитусом и высоким качеством спермы (Родин И.И., 1973; Студенцов А.П. и др., 1986).
Импотенция производителей проявляется либо в нарушении динамики совокупления, либо в невозможности оплодотворения (Нежданов А.Г. и др., 1996). Совокупительная импотенция является, как правило, следствием патологии органов совокупления. Оплодотворительная импотенция связана с патологией в генеративных органах, т.е. с нарушением сперматогенеза, или патологией придаточных половых желез (Грищенкова Е.М., 1966; Жильцов А.З., 1977; Johnson L.A. at al, 1982).
Практика регистрирует, а наука подтверждает вариабельность не только временных срывов, но и стойких потерь самцами потенции (Милованов В.К. и др., 1984). Чтобы разобраться в причинах нарушений половой функции у самца, правильно поставить диагноз, следует в начале, пользуясь классификацией профессора А.ГТ: Студенцова установить ее форму.
Врожденная импотенция - нарушение потенции самца в результате генетических или токсикологических аномалий развития половых органов. Врожденные недорозвития половых органов самцов могут быть самые разнообразные: от отсутствия семенников, до расщепления ствола пениса., . Чаще они выражены инфантелизмом, гермафродитизмом, крипторхизмом (Нежданов А.Г. и др., 1987).
Инфантелизм - недоразвитие семенников, их придатков, придаточных U желез, пениса и препуция. Недоразвитие этих частей полового аппарата можно наблюдать при строгой изоляции самцов и самок при выращивании их.
По наблюдениям А.П.Макрушина (1983) у баранчиков, выращиваемых в изоляции от ярок, на 3-8 месяцев опаздывает нормальное развитие половых органов, а у части из них регистрируется недоразвитие семенников, их придатков, придаточных половых желез. Они вообще не умеют выполнять половой ритуал.
В то же время, выращивание баранчиков в условиях их дозированного полового тренинга с овцами (по 3-5 минут в течение 3-7 сеансов) у них с 7-10-12-15 месяцев хорошо формировались половые железы, рефлексы; сперма бывает высокого качества.
Подобные опыты и оценка их результатов по полноте или недоразвитию половых органов у самок и хрячков показали те же результаты. При изоляции хрячков от свинок, у первых недоразвиваются половые органы и вяло формируются половое поведение, рефлексы. А при регулярном половом контакте - вся половая система и ее отправления формируются с опережением (нормально) при ярком и правильном половом поведении, проявлении половых рефлексов и ритуала.
Отсюда простой вывод о том, что при выращивании самцов для использования их производителями, в отличии от самок, практически, планируется нарушение у них нормального развития их половых желез, поведения, рефлексов, наконец, нарушается сперматогенез (Нежданов А.Г. и др., 1999).
Рождение уродов и импотентов самцов способствуют внешние отрицательные факторы: физические, химические, биологические; внутренние - гомеопатия (ионизирующее облучение, химические вещества, яды, др.), изменения структуры хромосом, мутация генов. Если генетическая изменчивость не препятствует размножению, то уродства наследуются.
Особенно ранимы железы внутренней секреции и группа мужских половых гормонов (тестостерон, андротестостерон, оксиэпиандростерон, дигидроэпиандростерон, андростендиол, андростенол). В сперме содержится простагландины. Они поступают в кровь, регулируются гипофизом, определяют сексуальный статус самца (Лободин А.С., 1994; Нежданов А.Г. и др., 1996). Ученые Германии, Нидерландов описали новую болезнь крупного рогатого скота - дефицит фермента уридин-монофосфатсинтетазы. Если рецесивный ген находят у обоих родителей, то гибель зародышей до 40 дня беременности у коров происходит в 25% случаев. Считается, что эту болезнь завезли со спермой из США.
Новым заболеванием является спастический парез, характеризующийся хромотой (ходульность) быков на задние конечности, вытягивание ноги в неподвижном спастическом состоянии, невозможность выполнить коитальный толчок, а реже - обнимательный рефлекс вообще. В этиологии болезни установлена наследственная рецесивная комплементарность генов. В России пока не применяют диагностических тестирований быков, что и не позволяет выявить болезнь (Иванов Г.И., 1972).
Профилактика врожденной импотенции самцов заключается в трех главных задачах: а) не допускать родственного разведения животных; б) не допускать попадания в корма недоброкачественных и, тем более ядовитых кормов, в) не использовать для воспроизводства самцов, не проверенных по качеству потомства.
Старческая импотенция возникает у самцов в старческом возрасте, с наступлением климакса. Но как правило, старые самцы становятся импотентными. При этом потенция их снижается медленно, по разным показателям, в том числе и по нервно-гормональным (Мацкевич В.В. и др., 1973).
Известно, что почти во всех племпредприятиях быков-производителей содержат на концентратном типе кормления; они часто ожиревшие. Это приводит к возникновению у них выраженной алиментарной импотенции, проявляющейся как в нарушение динамики коитуса (половых рефлексов), так и сперматогенезе (Сахно В.Ф. и др., 1969; Красота В.Ф. и др., 1999). При недостатке витаминов А,В, в сперме появляются слущенные клетки эпителия семенников, их канальцев, придаточных желез, резко нарушается подвижность спермиев, др. (Симонян Г А. и др., 1995).
Изучение состава рациона кормления и его влияния на биохимические и морфологически показатели крови быков-производителей
У животных обнаружено три вида заболеваний, связанных с недостатком витамина Е и селена: 1) излечиваемые витамином Е и не излечиваемые селеном (стерилитет крыс, мышечная дистрофия кроликов, энцефаломаляция цыплят); 2) излечиваемые витамином Е или селеном (некроз печени у крыс и мышей, в опытах на крысах установлено, что один атом селена предупреждает некроз печени так же, как тысяча молекул а-токоферола или 500 тысяч молекул цистина (Справочн по кормовым добавкам., 1975; Чижиков Д.М. и др., 1964), экссудативный диатез у цыплят); 3) излечиваемые селеном, но не витамином Е (беломышечная болезнь овец и крупного рогатого скота) (Томмэ М.Ф. и др., 1972).
Терапевтический эффект селена проявляется при следующих патологических состояниях: миокардит, некроз почек, отставание в росте, атрофия поджелудочной железы, геморагии легких, анемии, мышечная дистрофия, некроз печени, пародонтоз, кальцификация, изменение соотношения сыворотки крови (Штутман У.М., 1977; Наставление по рименениюдеполена, 1996). Кроме того, воздействует на различные нарушения воспроизводительных функций (бесплодие, дегенерация семенных канальцев) (Делеу В.Г., 1984). У овец при введении селена отмечены увеличение либидо, восстановление овариального цикла уменьшение эмбриональной смертности понижение процента бесплодия (Профилактика и лечение селеновой недостаточности., 1973; Скаржинская Т.М. и др., 1997; Aziz E.S. at al, 1984).
Биологические функции селена в организме животных многообразны.Бузлама B.C. и др. (1997) считают, что селен и витамин Е можно отнести к биологическим антиоксидантам. В широком смысле антиокислительная функция .селена основана на его защите жирных кислот от окисления.
Селен выполняет функцию катализатора в ферментных системах. Он является структурным элементом фермента глутатионпероксидазы. Патогенез болезни дефицита селен-витамина-Е объясняется в свете теории существования антиоксидантной защиты клеток.
Низкий уровень гидроперекисей в норме поддерживается антиоксидантной системой, включающей в себя неферментативные и ферментативные механизмы защиты (Владимиров Ю.А., 1972).Селеносодержащий фермент глутатионпероксидаза катализирует превращение гидроперекисей жирных кислот, что имеет существенное значение в защите клеточных и субклеточных мембран от разрушающего действия токсических продуктов ПОЛ (Hoekstra W.G.at al, 1975). Так, дефецит селена оказывается наиболее критическим в тканях с повышенным содержанием кислорода. Беломышечная болезнь является следствием разрушения клеток мышцы под действием физической нагрузки, когда возрастает потребление кислорода. Неэнзимные компоненты антиоксидантной защиты включают витамин Е, глутатион, (3 - каротин. Витамин Е является сильным ингибитором свободнорадикальных ьпроцессов и патогенез ряда заболеваний, связанных с активацией ПОЛ, объясняется дефецитом витамина Е. Однако витамин Е и глутатионпероксидаза функционируют в клетке на двух разных уровнях: глутатионпероксидаза в цитоплазме клетки, а витамин Е, являясь составным компонентом клеточных мембран, защищает входящие в их структуры полиненасыщенные жирные кислоты от окисления (Artur G.R. at al., 1985). Несмотря на то, что антиоксидантный эффект от применения селеносодержащих соединений принято связывать с функционированием в тканях животных селенэнзима глутатионпероксидазы, присутствующей в цитозоле (70%) и митохондриях, установленно, что селен в той или иной мере включается и такие клеточные фракции как ядра, микросомы. Его включение сопровождается изменением скорости накопления продуктов ПОЛ, хотя активность фермента в них не обнаружена. Указаные факты свидетельствуют о том, что в живых системах АО действие селена может реализовываться и иными путями, помимо глутатионпероксидазного механизма (Гусейнов Т.М. и др., 1986). Таким образом, биоантиоксиданты селен и витамин Е в процессе окисления липидов выполняют одну функцию - нейтрализуют токсические продукты свободнорадикальных реакций, но функционально точки их приложения в АО системе различны, поэтому они не взаимозаменяемы, а взаимодополняемы. Несмотря на то, что отдельные синдромы заболеваний, вызванные рационом с дефицитом селена и витамина Е будут реагировать либо на терапевтическое воздействие селена, либо витамина Е, оба они необходимы для оптимальной защиты клеток и тканей от воздействия свободных радикалов (Hoekstra W.G. at al, 1975).
Способность селена ингибировать процессы свободнорадикального окисления липидов делает объяснимой его роль в усилении естественной резистентности организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.(Двинская Л.М. и др., 1986) Так, повышение резистентности организма к инфекции является результатом одного из трех механизмов: а) улучшения функционирования фагоцитов; б) изменение обмена арахидоновой кислоты, являющейся предшественником в биосинтезе простогландинов; в) усиление имунной реакции. J.Griffin. (1989), установил, что в условиях дефицита витамина Е и селена снижается способность нйтрофилов образовывать гидроксильные радикалы, что ведет к нарушению процесса фагоцитоза бактерий. Механизм влияния селена на полиморфноядерные лейкоциты заключается еще и в том, что одной из полиненасыщенных жирных кислот в их клеточных мембранах является арахидоновая кислота, в обмене которой непосредственно учавствует глутатионпероксидаза, контролирующая окисление самой кислоты, а так же ее неустойчивых метаболитов (Ионов П.С. и др., 1957; Arthur.G.R. and al, 1979).
Содержания селена в крови и сперме быков-производителей при применении "Деполена"
Разница в активности глутатионредуктазы между животными контрольной и опытной групп составила всего 3,4 % (Р 0,1), тогда как до введения препарата быкам опытной группы эта разница была статистически достоверна и более чем в 3 раза выше.
Через восемь месяцев после применения «Деполена» все показатели, характеризующие состояние системы антиоксидантной защиты, оставались на достаточно высоком уровне: активность каталазы составляла 122,3 % по отношению к моменту до введения препарата, активность глутатионпероксидазы - 122,9%, активность глутатионредуктазы - 146,8%, антиокислительной активности плазмы крови - 130,2 %. В тоже время по отношению к первому месяцу незначительно снизилась активность каталазы (на 6,0 %) и активность глутатионредуктазы (на 7,3%). Активность же глутатионпероксидазы оставалась на достатоно высоком уровне и была даже несколько выше, чем через 1 месяц после введения «Деполена». По отношению к активности в крови животных контрольной группы в этот период у быков опытной группы активность глутатионпероксидазы была ниже на 7 6 % глутатионредуктазы на 9 0 % активность же каталазы оставалась выше уровня контрольной группы на 17 9%.
При изучении морфологических и некоторых биохимических показателей крови через 1 месяц после применения препарата существенной разницы в большинстве изучаемых морфологических показателей крови у быков-производителей опытной группы не установлено. Однако в этот период сохранились различия, установленные между быками опытной и контрольной групп до применения препарата в содержании витамина Е и глюкозы. Увеличилась разница в содержании общего белка в сыворотке крови с 6,7 % (в начале опыта) до 11,2%.
Через 3 месяца после введения препарата у опытных животных снизилось содержание в сыворотке общих липидов на 47,1%, общего белка на 10,2%, каротина на 20,4 %, витамина Е на 13,5 %, эритроцитов на 16,4 % и лейкоцитов на 12,0 %о Через 8 месяцев после введения препарата «Деполен» у быков опытной группы по сравнению с контрольной уровень витамина Е оставался ниже на 41,6%, моноцитов на 25 % , но такие показатели как уровень каротина, эозинофилов были выше уровня в контрольной группе соответственно на 13,9% и 49,1%.
Таким образом, через один месяц после применения препарата в крови опытных животных существенно снижается содержание продуктов перекисного окисления липидов, возрастает общий потенциал системы антиоксидантной защиты, нормализуется большинство изученных морфологических и биохимических показатели крови.
Через 3 месяца первоначальный эффект от применения препарата остается практически на прежнем уровне. На фоне некоторого повышения концентрации начальных и промежуточных продуктов перекисного окисления липидов активность основных ферментов антиоксидантной защиты, антиокислительная активность плазмы крови, устойчивость к термоиндукции ПОЛ в крови продолжает оставаться на более высоком уровне, чем до применения препарата.
К 8-му месяцу в крови животных опытной группы содержание продуктов перекисного окисления липидов повышается и достигают первоначальных значений. Функциональная же мощность неферментативного и ферментативного звеньев системы антиоксидантной защиты организма существенно не снижается, по сравнению с её состоянием до применения препарата быкам опытной группы. Однако по сравнению с контрольными животными можно констатировать снижение мощности системы АОЗ у опытных животных. Такое соотношение изученных показателей свидетельствует о намечающейся тенденции к дисфункции в системе ПОЛ-АОЗ и связано это вероятно с прекращением регулирующего влияния «Деполена» на эту систему к концу восьмого месяца после введения препарата. 3.4.2. Содержания селена в крови и сперме быков-производителей при применении "Деполена"
Для изучения кинетики селена в крови и сперме быков-производителей при применении «Деполена» было сформированно 2 группы по 10 животных в каждой. Животным опытной группы подкожно однократно в дозе 2 мл/100 кг массы тела был введен препарат «Деполен». Вторая группа служила контролем и быкам этой группы в том же объёме однократно было введено стерильное вазелиновое масло.
Перед введением препарата у животных обеих групп была взята кровь для определения в ней концентрации селена - действующего вещества препарата «Деполен». Содержание селена в крови и сперме быков определяли через 1,3,5 и 8 месяцев после введения «Деполена».
Как видно из таблицы 8 содержание селена в крови опытных животных до введения препарата было ниже, чем у контрольных быков на 23 %. Уже через 1 месяц после введения «Деполена» уровень селена в крови опытных животных возрастает в 1,69 раза и превышает уровень селена в крови контрольных быков в этот период на 29,9 %.
К концу третьего месяца после введения «Деполена» концентрация селена в крови опытных быков продолжает увеличиваться и превышает исходный уровень на 207,5 %. При этом на 56,2 % превышает уровнь селена в крови контрольных животных в этот период. Через пять месяцев уровень селена в крови опытных быков составляет 203,0 % от исходного и превышает его уровень в крови быков контрольной группы на 56,3 %. К концу восьмого месяца после введения «Деполена» содержание селена в крови опытных животных несколоко снижается, но продолжает оставаться выше исходного в этой группе на 86,6 % и превышает уровень в крови у контрольных быков на 64,5 %. Эта концентрация селена на 13,6 % выше уровня в 11,0 мкг %, который по данным А.А.Кудрявцева и др. (1974), свидетельствует об адекватном потреблении данного химического элемента.
При исследовании концентрации селена в сперме быков (табл.9) установлено, что через один месяц после введения «Деполена» его концентрация у животных опытной группы по сравнению с началом опыта увеличилась на 26,0 %, а к контролю составила 104,2% против 85,4 % до введения препарата. Через 3 месяца концетрация селена в сперме продолжала увеличиваться и достигла 101,9 % от его уровня у контрольных животных. К концу пятого месяца уровень селена у животных опытной группы несколько снижается, а к концу восьмого месяца после введения препарата концентрация селена в сперме опытных быков продолжает снижаться и составляет 91,4 % от уровня у быков контрольной группы.
Как показали проведенные исследования уровень селена в сперме у быков в 3-4 раза превышает его концентрацию в крови животных. При этом у животных контрольной группы существует достаточно высокая прямая корреляция ( г = + 0,84956, Р 0,05) между уровнем селена в крови и сперме (рис.7).
