Эндокринный и оксидно-антиоксидантный статус высокопродуктивных коров в связи с репродукцией и его коррекция селенсодержащими препаратами

Размещено на http://www.allbest.ru

На правах рукописи

САФОНОВ Владимир Александрович

ЭНДОКРИННЫЙ И ОКСИДНО-АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ В СВЯЗИ С РЕПРОДУКЦИЕЙ

И ЕГО КОРРЕКЦИЯ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩИМИ ПРЕПАРАТАМИ

03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Работа выполнена в отделах патобиохимии и патофизиологии, патологии воспроизводства и молочной железы ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН.

Научный консультант - доктор биологических наук, профессор Рецкий Михаил Исаакович

Официальные оппоненты:

Карпенко Лариса Юрьевна - доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины, профессор кафедры органической и биологической химии, проректор по научной работе и международным связям

Самотин Анатолий Митрофанович - доктор ветеринарных наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Российской академии сельскохозяйственных наук, научный консультант отдела фармакологии

Ярован Наталия Ивановна - доктор биологических наук, профессор, ФГБУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, заведующая кафедрой химии

Ведущая организация - ФГБУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. профессора И.И. Иванова

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИВИПФиТ Россельхозакадемии

Ученый секретарь

диссертационного совета Т.И. Ермакова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

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.

1.8 Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Особенности функционирования гормонально-метаболического и антиоксидантного гомеостаза коров во время формирования беременности и в послеродовой период при физиологическом и патологическом их течении.

2. Роль эндокринной, антиоксидантной и NO- L-аргинин систем в механизмах развития хронических патологий органов воспроизводства.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научные исследования выполнены в 2002-2012гг в отделах патобиохимии и патофизиологии, патологии воспроизводства и молочной железы, лаборатории физико-химических методов исследований ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН в соответствии с планом научно-исследовательских работ по заданиям: 04.01.01 «Изучить роль дисбаланса активных форм кислорода и биологически активных веществ в нарушении обмена веществ, снижении резистентности и возникновении заболеваний продуктивных животных» (№ госрегистрации 01.200.117018); 08.04.02 «Разработать новые экспресстесты и терапевтические препараты для эффективной системы мероприятий по диагностике, профилактике и терапии болезней органов размножения и молочной железы у коров и свиней, обеспечивающих снижение бесплодия маточного поголовья, получение жизнеспособного приплода и производство продукции высокого санитарного качества» (№ госрегистрации 15070.3666 026906.06.8.002.3); 08.04.04 «Разработать новые средства профилактики и терапии массовых нарушений обмена веществ и других незаразных заболеваний сельскохозяйственных животных» (№ госрегистрации 15070.3666 026906.06.8.004.5).

Объектом исследований служили коровы и телки красно-пестрой и черно-пестрой пород со среднегодовой молочной продуктивностью 4,5-6,7 тыс. кг, принадлежащие племзаводу «Дружба», ООО «Воронежпищепродукт», ЗАО «Давыдовское» Воронежской области, находящиеся в агробиоценозах с достаточным содержанием селена, а так же учхозу «Чистые пруды» Кировской области в зоне биогеохимического дефицита селена.

Исследования по оценке адаптивных изменений в гормонально-метаболическом и антиоксидантном гомеостазе коров во время формирования беременности и в послеродовой период при физиологическом и патологическом их течении выполнены на 116 коровах, при бесплодии - на 45 животных и в период становления половой и физиологической зрелости (при переходе гомеостаза животных на циклический режим функционирования) - на 39 телках.

Влияние селенсодержащих препаратов на оксидно-антиоксидантный, гормонально-метаболический статус и воспроизводительную функцию изучено на 598 коровах.

Кормление животных осуществлялось по общепринятым в хозяйствах рационам для сухостойных и дойных коров. Обеспеченность их по общей питательности составляла 93-100%, переваримому протеину - 93,5-98,8%, сахару - 84,6-97,8%, кальцию - 72,4-99%, фосфору - 67-71,6%, каротину - 86,2-92,1% при сахаро-протеиновом отношении 0,8-1,0:1 и кальциево-фосфорном отношении 1,8-2:1.

Клиническое состояние животных оценивали общепринятыми методами, состояние половых органов - методом трансректальной пальпации, а функциональное состояние гормонально-метаболического и антиоксидантного статуса - путем лабораторного анализа образцов венозной крови.

Оценка гормонального статуса осуществлялась путем определения в плазме крови половых (прогестерон, тестостерон, эстрадиол-17в), кортикостероидных (кортизол) и тиреоидных (трийодтиронин) гормонов с использованием тест-систем ИФА фирмы «Хема-Медика» (стероидные гормоны), ООО «М.А.В.», Москва (трийодтиронин) и спектроанализатора «Униплан». Определение показателей белкового, углеводного, липидного, минерального, витаминного обменов выполнено путем определения содержания в сыворотке, плазме и цельной крови общего белка рефрактометрическим методом (Ю.Б. Филлипович, 1973), его фракций - электрофорезом в агарозном геле (В.Н. Титов, В.А. Амелюшкина, 1994), глюкозы, общего холестерина, креатинина, мочевины, общего кальция, неорганического фосфора, активности АсАТ, АлАТ, г-ГТ, ЩФ - на биохимическом анализаторе «Hitachi-902» (Япония), цинка, меди, марганца, железа, магния - на атомно-адсорбционном спектрометре «Perkin Elmer-703» (США), селена - спектрофлуориметрическим методом (Н.А. Голубкина, 1995), йода связанного с белком - по Акланду в модификации С.В. Силаевой, общих липидов и триглицеридов - с помощью наборов фирм «Vital Diagnostic» (Россия) и «Lachema» (Чехия), молочной кислоты - с параоксидифенилом (Меньшиков В. В., Делекторская Л. Н., Золотницкая Р. П. и др., 1987), каротина - по методу Карр-Прайса в модификации Юдкина, витамина А - спектрофотометрическим методом (И.П. Кондрахин, Н.В. Курилов, А.Г. Малахов, 1985), витамина Е - по методу Кисилевич Р.Ш., Скварко С.И.(1972), витамина С - титрационным методом с 2,6-дихлорфенолиндофенолом (Чечеткин А.В., Воронянский В.И., Покусай Г.Г. и др., 1980), морфологических показателей крови - на гемоанализаторе «АВХ Micros 60» (Франция).

Для оценки интенсивности течения процессов перекисного окисления липидов, состояния системы антиоксидантной защиты и функционирования L-аргинин - NO в крови животных определяли содержание малонового диальдегида (И.Д. Стальная, Т.Г. Гаришвили, 1977), активность глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы (Г.О. Кругликова, И.М. Штутман, 1976), супероксиддисмутазы (Т.В. Сирота, 1999), каталазы (М.А. Коралюк и др., 1988), сумму стабильных метаболитов оксида азота (Г.Н. Близнецова и др., 2002), содержание S-нитрозотиолов (Р. Kubes et al. 1999).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Адаптивные изменения гормонально-метаболического статуса и системы ПОЛ-АОЗ у коров при формировании беременности

Установлено, что период эмбрионального развития у беременных коров сопровождается активизацией синтеза прогестерона, андрогенов, тиреоидных гормонов и снижением функциональной активности коры надпочечных желез. Об этом свидетельствует повышение концентрации в крови прогестерона на 35,8%, тестостерона - на 41,8%, трийодтиронина - на 50,2% и снижение кортизола на 44,5% (табл. 1).

На этапе завершения формирования фетоплацентарного комплекса и спада лактационной доминанты (5 мес. стельности) отмечено дальнейшее нарастание концентрации в крови тестостерона на 27%, а также повышение концентрации кортизола на 16,1%. В синтезе прогестерона и трийодтиронина выраженных изменений не выявлено. Увеличение сроков беременности у коров до 8,5 месяцев сопровождалось уменьшением количества в крови прогестерона на 25,6%, тестостерона на 31,3%, трийодтиронина на 27,8% при дальнейшем увеличении концентрации кортизола на 12,0%.

Таблица 1

Содержание гормонов в крови циклирующих и беременных коров, нМ/л

Индекс соотношения прогестерон-эстрадиол снизился с 24,1 до 15,4, или на 36,1%, тестостерон-эстрадиол - с 16,6 до 13,0, или на 21,7%, а кортизол-прогестерон повысился с 1,1 до 2,4, или в 2,1 раза. Эти показатели приближаются к первоначальным значениям нестельных животных, в результате чего создаются условия для последующего включения механизмов развития родового акта.

Динамические изменения гормонального статуса коров при беременности сопровождались определенными изменениями биохимического и морфологического спектров крови. В два месяца беременности эти изменения проявились в увеличении концентрации альбуминов на 24,6% (Р<0,05), снижении количества б-глобулинов на 34,3% (Р<0,01), в-глобулинов - на 10,8% и г-глобулинов - на 10,7%, отражающем иммунодепрессивное действие развивающегося эмбриона на организм матери, а также в повышении содержания мочевины на 47,2% (Р<0,001), креатинина - на 8,9%, общих липидов - на 19,6% (Р<0,01), холестерина - на 13,6%, активности ГГТ - на 31,6% (Р<0,05) и уменьшении показателей активности АлАТ на 22,0%. То есть, гестационные изменения в материнском организме затрагивают как половые и эндокринные органы, так и функциональное состояние печени, почек и системы иммунной защиты.

С нарастанием сроков беременности в крови коров снижается содержание мочевины на 20%, креатинина - на 5,5%, активность АлАТ - на 39,7% (Р<0,001), АсАТ - на 14% (Р<0,05), ГГТ - на 17,5%, ЩФ - на 20%. Одновременно отмечено уменьшение концентрации в крови глюкозы на 26% (Р<0,05), липидов - на 24,6% (Р<0,01), холестерина - на 32,6% (Р<0,001), витамина А - на 30,0% (Р<0,05).

Увеличение сроков беременности до 8,5 мес. и прекращение лактации сопровождалось уменьшением содержания в сыворотке крови общего белка на 7,9% (Р<0,05), его альбуминовой фракции - на 10%, при одновременном увеличении на 25,6% (Р<0,01) количества транспортных белков (б-глобулинов). Отмечено также дальнейшее снижение концентрации в крови мочевины, увеличение креатинина, возрастание показателей активности АлАТ и ЩФ. Содержание в крови общих липидов снизилось на 12,1% и холестерина на 19,8%, что связано, надо полагать, с активацией процессов пероксидации липидов и предродового стероидогенеза. Количество глюкозы, наоборот, увеличилось на 39,7% (Р<0,01) и достигло первоначальных значений, что является отражением активизации углеводного обмена, повышения биоэнергетических процессов в организме и органах репродукции.

В первой половине беременности зарегистрирована тенденция к уменьшению содержания в крови магния на 10%, связанного с белком йода -на 13,0% и увеличению концентрации марганца на 21,8% (Р<0,01), железа -на 12,5%, меди - на 12,1% и уменьшение содержания фосфора на 9,5%. На завершающем этапе беременности выявляется отчетливая тенденция к снижению содержания в крови марганца на 12,5% и селена на 16,3%, как следствие повышения их обмена в ферментативных и неферментативных системах организма.

В динамике беременности отмечено увеличение концентрации в крови гемоглобина с 105,3±2,57 до 115,7±1,56 г/л или на 9,9% (Р<0,01), показателя венозного гематокрита с 31,2±0,90% до 34,8±0,52%, или на 8,8% (<0,05). Содержание лейкоцитов снижалось к пяти месяцам беременности на 17,7% (с 8,24±0,36 до 6,78±0,4210⁹/л, Р<0,05) и возвращалось к первоначальным значениям на завершающем ее этапе (8,23±0,4510⁹/л). На протяжении всей беременности у коров отмечалась выраженная эозинофилия (11,3±1,32 - 12,6±1,90%), превышающая циклирующих животных (7,4±1,79%) на 52,7-70,0% (Р<0,05), что следует рассматривать как защитную антитоксическую реакцию организма коров на появление в кровеносном русле токсических продуктов обмена, плодовых протеинов и комплексов антиген-антитело. Количество нейтрофильных лейкоцитов в крови к пяти месяцам беременности снизилось с 37,6±2,13 до 31,8±3,02% (на 14,3%), а в последующем возросло до 34,5±1,20%. Такая же реакция отмечена и со стороны моноцитов. К пяти месяцам беременности их количество снизилось на 59,6% (с 4,7±0,78 до 1,9±0,34, Р<0,05), а на заключительном этапе беременности вновь возросло до 3,5±0,43%.

Анализ различных вариантов межклеточных соотношений в крови коров показал, что при формировании беременности, особенно в период становления фетоплацентарного комплекса, наблюдается снижение ИСНЛ на 23,4%, ИСНЭ - в 2 раза, ИСМЭ - в 4 раза, ИСЛЭ - на 35,4% и увеличение ИСЛМ в 2,7 раза, что отражает активизацию эффекторного клеточного звена иммунного реагирования и микрофагальной системы защиты.

Выявлено, что формирование беременности и нарастание ее сроков сопровождается повышением интенсивности процессов свободно-радикального окисления липидов (табл. 2), как следствие усиливающегося напряжения метаболических процессов и эндокринной перестройки. Так, концентрация в крови промежуточного продукта ПОЛ - малонового диальдегида к двум месяцам беременности возрастает на 34% (Р<0,05), к пяти месяцам - на 58% (Р<0,001), а к 8,5 месяцам - на 83% (Р<0,001). Параллельно с этим индуцируется включение механизмов антиоксидантной защиты, носящее компенсаторный характер. Активность ГПО увеличивается на 65,9% (Р<0,001), СОД - на 63,9% (Р<0,001), ГР - на 22,8% (Р<0,01), каталазы - на 50,0% (Р<0,001). Это обеспечивает детоксикацию накапливающихся активных свободных радикалов и гидроперекисей липидов на всех этапах развития свободнорадикального окисления. В то же время отмечено снижение мощности неферментативного звена антиоксидантной защиты - содержание витамина Е в крови уменьшилось в сравнении с двухмесячным сроком беременности на 30% (Р<0,001).

Таблица 2

Некоторые показатели состояния системы ПОЛ-АОЗ у циклирующих и беременных коров

В общую закономерность реакции ферментативного звена антиоксидантной защиты вписывается и система оксида азота, принимающая активное участие в реакциях окислительного стресса, в механизмах антиоксидантной защиты и адаптивных ответов организма (Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев, 1998). Установлено, что сумма стабильных метаболитов оксида азота (NO₂+NO₃) к концу беременности в сравнении с небеременными животными возрастает почти в три раза (с 52,9±2,46 мкМ/л до 158,2±4,37 мкМ/л, Р<0,001). Повышение синтеза NO достигается, по-видимому, не только за счет увеличения активности NO-синтазы, но и разложения S-нитрозотиолов, выступающих в качестве соединений, способных потенцировать его биологические эффекты (А.Ф. Ванин, 2001). Их концентрация в сыворотке крови снизилась с 3215±101,0 нМоль/мл до 2544±50,3 нМоль/мл, или на 20,9% (Р<0,01).

Таким образом, изменение физиологического состояния организма коров, связанное с формированием беременности и включением в систему эндокринной регуляции плаценты и фетоплацентарного комплекса, сопровождается изменением гормонального статуса, активизацией белкового, азотистого, а в последующем липидного и углеводного обменов, активизацией процессов свободнорадикального окисления на фоне адекватного повышения мощности системы антиоксидантной защиты и системы оксида азота, обеспечивающих регуляцию интенсивности окисления по свободнорадикальному механизму. При этом первая половина беременности характеризуется активным синтезом прогестерона и тестостерона, ответственных за функциональную перестройку органа плодовместилища - матку, факторов роста эмбриона и плода, активность биосинтеза белков и формирования костной ткани, а так же активизацией процессов свободнорадикального окисления и эффекторного клеточного звена иммунного реагирования микрофагальной системы. Вторая половина беременности (ее заключительная часть) характеризуется активным включением в метаболические процессы гормонов щитовидной и надпочечниковых желез, определяющих интенсивность обмена веществ, активизацией липидного и углеводного обменов, усилением реакции свободнорадикального окисления, сопровождаемой дальнейшим повышением мощности антиоксидантного статуса и ослаблением клеточных иммунных реакций.

3.2 Гормонально-метаболический и антиоксидантный статус коров при физиологическом и патологическом течении беременности

Выявлено, что патология беременности у коров, клинически проявляющаяся симптомокомплексом гестоза (позднего токсикоза), развивается на фоне фетоплацентарной недостаточности и активизации процессов пероксидного окисления липидов (табл. 3).

Как следует из приведенных данных, у коров с легким течением патологического процесса концентрация прогестерона в крови оказалась ниже клинически здоровых животных в 2,4 раза (Р<0,05), тестостерона - в 1,7 раза (Р<0,05), эстрадиола-17в - в 1,3 раза, кортизола - в 1,3 раза. Включающиеся в последующем в процесс компенсаторные механизмы функциональной деятельности фетоплацентарного комплекса приводят к активизации синтеза тестостерона и эстрадиола, и повышению их содержания в крови коров третьей группы (с полной триадой симптомокомплекса гестоза) до уровня клинически здоровых животных. Однако концентрация прогестерона (11,2±4,31 нг/мл) и кортизола (21,4±3,47 нг/мл) остается низкой. Индекс соотношения прогестерона с эстрадиолом у коров с патологией беременности был ниже животных с физиологическим ее течением в 1,8-2,2 раза.

Таблица 3

Гормональные показатели крови и системы ПОЛ-АОЗ у коров при физиологическом и патологическом течении беременности

У коров с патологией беременности уже на начальном этапе ее развития отмечено увеличение содержания в крови промежуточного продукта пероксидации липидов - МДА на 43% (Р<0,05) и активизация системы антиоксидантной защиты, как компенсаторной реакции на повреждающее действие продуктов перекисного окисления. Активность глутатионпероксидазы возросла на 11,0%, каталазы - на 14,3%, содержание стабильных метаболитов оксида азота - на 38,0%, витамина С - на 24,1%. В то же время содержание витамина Е, не синтезирующегося в организме, снизилось на 13,1%, что связано со значительным его расходом при нейтрализации токсических продуктов.

При тяжелой форме гестоза сохраняется высокий уровень активности ферментативного звена антиоксидантной защиты в комплексе с системой оксида азота. Мощность неферментативного звена продолжает снижаться: содержание в крови витамина Е уменьшается на 44,5% (Р<0,01), витамина С - на 20,8%.

Развитие гестоза у коров сопровождалось снижением концентрации в крови общих липидов с 4,1±0,35 г/л до 3,1±0,18 г/л, или на 32,4% (Р<0,05), увеличением количества триглицеридов на 13,5% (с 0,5±0,02 до 0,6 ммоль/л, Р<0,05), активности АлАТ - на 12,4%, АсАТ - на 13,3% и ЩФ - на 33,2%. То есть, в развивающийся патологический процесс начинают вовлекаться печень, почки и плацента. Компенсаторная реакция организма на развитие патологического процесса проявлялась в нормализации показателей активности ферментов периаминирования. Однако функциональные расстройства печени и почек при этом, наоборот, усилились, о чем свидетельствует снижение содержания в крови мочевины с 3,4±0,23 до 3,1±0,19 ммоль/л, или на 12,1%, соотношения между концентрацией мочевины и креатинина на 14,6%, а также увеличение количества триглицеридов с 0,5±0,02 до 1,1±0,04 ммоль/л, или в 2,1 раза (Р<0,001).

Уже на начальном этапе развития гестоза отмечено повышение содержания в крови молочной кислоты на 33,3% (с 1,8±0,07 до 2,4±0,10 ммоль/л, Р<0,001), а при переходе его в тяжелую форму течения - до 4,5±0,13 ммоль/л, что превысило ее уровень у клинически здоровых животных в 2,5 раза (Р<0,001). Это свидетельствует об усилении анаэробного процесса распада углеводов для обеспечения тканей энергией в условиях недостатка кислорода, возникающих в связи с расстройством маточно-плацентарного кровообращения.

Что же касается показателей минерального обмена у коров, то изменения содержания в крови некоторых элементов наблюдаются только при тяжелой форме патологического процесса. Это касается снижения содержания в крови меди с 90,2±4,39 мкг% до 78,4±3,22 мкг%, или на 15,0% и цинка с 272,7±9,82 мкг% до 258,2±16,08 мкг%, или на 5,6%, в результате чего, надо полагать, в организме животных нарушаются процессы кровотворения и тканевого дыхания.

Развитие патологии беременности у коров сопровождается и существенными изменениями гемоморфологического профиля. Общее число лейкоцитов возрастало с 8,4±0,47 до 9,1±0,32·10⁹/л, или на 9,0%, эозинофилов с 9,3±2,02 до 14,4±3,10%, или на 54,1%, лимфоцитов снизилось на 5,4%, нейтрофилов - на 7,7%, моноцитов - на 11,6% и тромбоцитов - на 41,0% (с 404,1±25,70 до 286,5±8,56·10⁹/л, Р<0,01), показатель гематокрита возрастал на 4,3%, сорбционная способность эритроцитов (ССЭ) - на 55,7% (Р<0,001).

Таким образом, изменения гематологического, биохимического и гормонального статуса у коров при развитии гестоза носят сложный характер, различаются по фазам патологического процесса, зависят от длительности его течения и особенностей компенсаторно-приспособительных реакций организма. В то же время они однозначно свидетельствуют о наличии фетоплацентарной недостаточности (низкий уровень содержания в крови плацентарных и плодовых гормонов), активизации процессов пероксидации липидов (увеличение в крови МДА, активности ферментов АОЗ и стабильных метаболитов NO, снижение количества общих липидов, витаминов Е и С), накопления токсических продуктов обмена (увеличение сорбционной способности эритроцитов, эозинофилия), усиления процессов, обеспечивающих свертывание крови (тромбоцитопения), нарушения функции печени (снижение содержания альбуминов, мочевины, витамина Е, повышение количества холестерина, триглицеридов, активности ГГТ и ЩФ) и почек (протеинурия, снижение соотношения мочевины и креатинина). Данная патология сопровождается также развитием анемии (снижение концентрации меди и цинка в крови, увеличение проницаемости эритроцитарных мембран, количества молочной кислоты).

3.3 Гормонально-метаболический и антиоксидантный статус коров при послеродовых воспалительных заболеваниях матки

Установлено, что воспалительные заболевания матки у коров развиваются на фоне низкой функциональной активности яичников и щитовидной железы (табл. 4). Особенно это касается животных, у которых воспалительному процессу предшествовало задержание последа и рождение мертвого плода. Концентрация прогестерона в их крови находилась на базальном уровне и была ниже здоровых животных в 2,3-2,5 раза, тестостерона - ниже на 28-54,7%, трийодтиронина - на 27,1-20,6%. Индекс соотношения прогестерон-эстрадиол составил 2,5-2,3, тестостерон-эстрадиол - 10,0-8,7, кортизол-прогестерон - 18,2-29,9, кортизол-тестостерон - 4,3-8,0, тогда как у здоровых животных эти показатели были соответственно 5,9; 11,5; 9,5; 4,0. У коров с патологическим процессом в половых органах, развившимся на фоне патологии родов, концентрация кортизола в крови была выше, чем у больных животных с нормальными родами на 54,4%, а трийодтиронина - ниже на 62,4%, что отражает более тяжелое течение патологического процесса.

Таблица 4

Содержание стероидных и тиреоидных гормонов в крови коров с послеродовой патологией матки (нМ/л)

Выявлено, что при нормальном течении инволюционных процессов в половых органах после родов концентрация в крови общего белка устанавливается на уровне 80,2±2,08 г/л, альбуминов - 34,9±1,28%, б-глобулинов - 13,3±0,89%, в-глобулинов - 21,6±0,56% и г-глобулинов - 30,1±1,24%, что отражает, с одной стороны, высокий уровень иммунологической реактивности, а с другой - физиологическую напряженность данного репродуктивного периода. У коров с акушерской патологией количество общего белка в крови, по сравнению со здоровыми животными, оказалось ниже на 8,7% (Р<0,05), б-глобулинов - на 27,9%, в-глобулинов - на 15,5% и г-глобулинов - на 11,5%, что свидетельствует о более низком уровне гуморальной защиты.

Кроме того, послеродовые воспалительные заболевания в матке у коров развивались на фоне более высокого содержания в крови мочевины (выше на 28,3%, Р<0,05) и креатинина (выше на 8,3%), что свидетельствует об отклонениях в функциональной деятельности печени и почек. У таких коров активность плазматического фермента АлАТ оказалась ниже здоровых животных на 71,6% (15,5±1,51 против 26,6±2,28 Е/л, Р<0,01) и щелочной фосфатазы - на 24,5% (102,7±7,02 против 127,7±13,10 Е/л). Вместе с тем, активность митохондриального фермента АсАТ была выше на 15,4% (82,4±4,31 против 71,4±2,40 Е/л), что отражает существенные органические изменения в половых органах, печени и, возможно, в сердечной мышце.

Для коров с воспалительными заболеваниями половых органов характерно более низкое содержание в крови липидов (ниже, чем у здоровых животных на 21,7%, Р<0,001), холестерина - на 78,3% (Р<0,01) и витамина А - на 35,3%.

Выраженных различий в содержании общего кальция, неорганического фосфора, железа, меди, цинка, марганца в крови коров разных групп не выявлено. Вместе с тем, содержание в крови коров, больных эндометритом, магния оказалось ниже, чем у здоровых животных на 9,1% (2,85±0,08 против 3,11±0,25 мг%), селена - на 11,9% (14,3±0,42 против 16,0±0,73 мкг%), связанного с белком йода - на 23,4% (2,18±0,11 против 2,69±0,19 мкг%).

В результате недостатка селена, ключевого компонента антиоксидантной защиты и биохимической адаптации (А.Г. Мойсеенок и др., 2002; И.В. Саноцкий, 2004), в организме животных снижается активность системы глутатиона и тиреодоксина, накапливаются активные метаболиты свободнорадикального окисления. Дефицит йода снижает функциональную активность щитовидной железы и синтез тиреоидных гормонов.

Нормальное течение послеродового периода характеризуется оптимальным уровнем интенсивности пероксидации липидов (табл. 5). Приведенные в таблице данные соответствуют нормативам для клинически здоровых животных и фазе снятия предродового и родового стрессового напряжения. Если сравнивать эти данные с данными глубокостельных коров, то по концентрации МДА они окажутся ниже на 83%, активности ГПО - на 40,1%, СОД - на 39,0, каталазы - на 33,1%, ГР - на 18,6%.

У коров с воспалительными заболеваниями матки процессы перекисного окисления липидов носят достаточно активный характер, о чем свидетельствует высокий уровень концентрации в крови малонового диальдегида, превышающий таковой у клинически здоровых животных на 76%. Такая тенденция обусловлена резким увеличением нейтрофильной и макрофагальной продукции активных форм кислорода, наблюдаемой при развитии воспалительного процесса. В то же время таким животным свойственно компенсаторное включение механизмов ферментативного звена антиоксидантной защиты. Активность ГПО крови больных коров оказалась выше на 65,8% (Р<0,001), ГР - на 14,6% (Р<0,05), СОД - на 46% (Р<0,001), каталазы - на 45,7% (Р<0,001). Невысокий рост активности ГР в сравнении с ростом активности ГПО может свидетельствовать о недостаточном функциональном потенциале глутатионового звена системы АОЗ и о не способности адекватного пополнения пула восстановленного глутатиона (Г.Н. Близнецова, 2010). Одновременно у заболевших животных отмечено значительное снижение мощности неферментативного звена АОЗ. Содержание витамина Е в их крови оказалось достоверно ниже на 35,3% (Р<0,01) и каротина - на 36,4% (Р<0,01). Все это вместе взятое не позволяет адекватно обеспечивать и поддерживать на относительно стабильном уровне течение процессов перекисного окисления липидов, что может служить предпосылкой к повреждению клеточных структур эндометрия и развитию послеродовой патологии.

Таблица 5

Некоторые показатели состояния системы ПОЛ-АОЗ у коров при физиологическом и патологическом течении послеродового периода

При развитии воспалительного процесса в матке у коров возрастает продукция оксида азота, в сравнении со здоровыми животными, в 2,9 раза (Р<0,001). Источником его генерации являются, по всей видимости, иммунокомпетентные клетки - макрофаги и нейтрофилы (Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев, 1998). В то же время количество S-нитрозотиолов - депо оксида азота - у них оказалось ниже на 12,4%. Повышение интенсивности образования оксида азота, обладающего антиоксидантным и миорелаксирующим действием, с одной стороны, надо полагать, ограничивает интенсивность пероксидных реакций в организме, а с другой - может угнетать сократительную деятельность матки и вызывать сбой в физиологическом течении послеродовых инволюционных процессов.

Количество лейкоцитов в крови клинически здоровых коров составило 8,24±0,36·10⁹/л, что является реакцией лейкопоэтической системы на накапливающиеся в организме животных токсические метаболиты и продукты дегенерирующих тканей матки после родов. Это заключение подтверждается и анализом лейкограммы, из которой следует, что для данных животных характерен достаточно высокий уровень в крови нейтрофильных лейкоцитов (37,6±2,13%) и моноцитов (4,7±0,78%). Такая лейкопоэтическая реакция системы крови направлена на усиление аффекторного клеточного звена иммунного реагирования, что обеспечивает достаточно высокую сопротивляемость организма животных к патогенному действию появляющихся в кровеносном русле белковых антигенов - продуктов тканевого распада дегенерирующих структур матки после отела.

Для коров с послеродовыми воспалительными заболеваниями матки характерно отсутствие нейтрофильной и эозинофильной стадии лейкоцитарной реакции. Количество лейкоцитов в их крови было ниже, чем у здоровых животных на 20,9% (Р<0,05), нейтрофилов - на 17,3%, а эозинофилов - в 2,2 раза. Связано это, по-видимому, как с миграцией данных форменных элементов крови в очаг воспаления, так и с разрушением их в процессе детоксикации продуктов воспалительной реакции. Выявленная общая лейкопения и эозинопения при отсутствии нейтрофилии свидетельствует о слабой иммунной сопротивляемости организма больных коров. Одновременно у них регистрируются более выраженные моно-лимфоцитозы (содержание лимфоцитов выше на 22,7%, моноцитов - на 21,3%), что отражает высокую степень интоксикации их организма продуктами воспаления и бактериальными токсинами.

Развитие воспалительного процесса происходит на фоне преобладания реакций гиперчувствительности замедленного типа или клеточного иммунитета, на что указывает низкий показатель ИСНЛ (0,52 против 0,77 у здоровых), а также высокий показатель ИСЛЭ - 17,62, что выше, чем у здоровых животных в 2,67 раза. Одновременно у таких животных усиливается макрофагальный компонент защиты. ИСНЭ превышает показатель здоровых животных в 1,8 раза. Увеличение ИСМЭ с 0,64 до 1,68 или в 2,6 раза свидетельствует о возрастании клеточной реакции, направленной на распознавание патогенов и переработку их в иммунную форму (моноциты), и сдерживании элиминации образующихся комплексов антиген-антитело (эозинофилы).

Таким образом, воспалительные процессы в матке коров после отела развиваются на фоне низкой функциональной активности щитовидной и половых желез, достаточно высокой интенсивности перекисного окисления липидов, повышенного образования оксида азота, недостаточной мощности неферментативного звена антиоксидантной защиты, а также несбалансированных изменений в глутатионовом звене системы АОЗ. При этом недостаточность гормоносинтезирующей функции эндокринных желез и системы антиоксидантной защиты проявляется на фоне пониженного содержания в организме животных селена, йода и витамина А.

3.4 Состояние гормонально-метаболического и антиоксидантного статуса бесплодных коров

Из приведенных в таблице 6 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 (Р<0,05), тестостерона - в 1,6 раза (Р<0,05), трийодтиронина - в 1,6 раза. При этом функциональная активность надпочечных желез у них была выше на 38,6%, что свидетельствует о более напряженном состоянии их организма.

Таблица 6

Содержание гормонов в крови оплодотворенных и бесплодных коров, нМ/л

При анализе индивидуальных показателей концентрации половых гормонов в крови установлено, что только у 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 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. Содержание прогестерона в их крови было ниже, чем у здоровых оплодотворившихся животных в 2,8 раза (Р<0,01), тестостерона - в 2,6 раза (Р<0,01), эстрадиола-17в - в 1,2 раза (Р<0,05), трийодтиронина - в 1,6 раза, а кортизола - выше в 1,2 раза. При этом нормальная функциональная активность половых желез зарегистрирована только у 28,6% коров. У 71,4% животных выявлены признаки их пониженной функции (концентрация прогестерона в крови составила 4,17±1,8 нМ/л, эстрадиола-17в - 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.