Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ НЕДОСТАЮЩИХ В СРЕДЕ И КОРМАХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОНА, ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

Воробьев В.И. 1 Воробьев Д.В. 1 Щербакова Е.Н. 1 Захаркина Н.И. 1 Полковниченко А.П. 1
1 ГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Изучен физиологический механизм влияния недостающих в среде и кормах микроэлементов на процессы свободнорадикального окисления и продуктивность коров. Выявлено, что под влиянием Se, Co и J у опытных коров уменьшились задержание последа на 14 %, количество послеродовых эндометритов – на 35 %, заболеваемость маститом – на 15 %, и на 12 дней сократился сервис-период коров относительно аналогичных параметров контрольных животных. Влияния исследуемых дозировок йод- и селен- содержащих препаратов включает в себя стимуляцию синтеза белков, в том числе фракции иммуноглобулинов, повышает активность каталазы, стабилизирует антиоксидантную систему, повышает иммунный статус организма, улучшает процессы тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, регулирует уровень перекисного окисления липидов, что отражается на физиологическом состоянии животных, повышает их продуктивность и качество молока.
коровы
микроэлементы
животные
свободнорадикальное окисление
1. Абдурахманов Г.М. Особенности мембранного пищеварения карповых видов рыб / Г.М. Абдурахманов, И.В. Волкова, В.И. Егорова, В.Ф. Зайцев, С.Г. Коростелев. – М.: Наука. – 2003. – 199 с.
2. Воробьев В.И. Влияние Se, Co и J на продуктивность симментальских коров в биогеохимических условиях региона Нижней Волги / В.И. Воробьев, Д.В. Воробьев, Е.Н. Щербакова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – Оренбург, 2013. – № 2 (40). – С. 93–94.
3. Воробьев Д.В. Обмен микроэлементов у коров в биогеохимических условиях Астраханской области / Д.В. Воробьев, В.И. Воробьев // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований. – Астрахань, 2010. – № 3 (32). – С. 82–86.
4. Воробьев Д.В. Гипоэлементозы у дойных коров в условиях Нижней Волги / Д.В. Воробьев, В.И. Воробьев // Естественные науки. Журнал фундаментальных и прикладных исследований. – Астрахань, 2010. – № 4 (33). – С. 120–124.
5. Воробьев Д.В. Физиологический статус и его коррекция у жвачных, всеядных животных и птиц в биогеохимических условиях Нижней Волги / Д.В. Воробьев, В.И. Воробьев, А.Ю. Кутепов, А.П. Полковниченко. – СПб.: Лань, 2011. – 179 с.
6. Кондрахин И.П. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: Справочник / И.П. Кондрахин, А.В. Архипов, В.И. Левченко, Г.А. Таланов, А.А. Фролов, В.Э. Новиков. – М.: Колос, 2004. – 520 с.
7. Королюк М.А. Методы определения активности каталазы / Лабораторное дело. – М., 1988. – № 1. – С. 40.
8. Кудрявцев А.А. Клиническая гематология животных / А.А. Кудрявцев, Л.А. Кудрявцева. – М.: Колос, 1974. – 380 с.
9. Ланкин В.З. Свободнорадикальные процессы в норме и при патологических состояниях / В.З. Ланкин, А.К. Тихазе, Ю.Н. Беленков. – М., 2001. – 78 с.
10. Назаренко И.И. Аналитическая химия селена и теллура / И.И. Назаренко, В.В. Ермаков. – М.: Наука, 1971. – 251 с.
11. Плацер З.Я. Чехословатский медицинский сборник. – Прага, 1970. – № 1, Т. 16. – С. 30–41.
12. Покровский В.М. Иммунология инфекционного процесса / В.М. Покровский, С.П. Гордиенко, В.И. Литвинова. – М.: Колос, 1964. – 305 с.
13. Родионова Т.Н. Фармакодинамика селенсодержащих препаратов и их применение в животноводстве: автореф. докторской диссертации. – Краснодар, 2004. – 48 с.

Считается, что липиды являются составной частью метаболизма и активным участником процессов адаптации животных к новым геохимическим условиям. Кроме того, изменение обмена липидов является и ведущим фактором патогенеза многих эндемических заболеваний и, в первую очередь, гипоэлементозов. В нашем случае – это скрытая форма комбинированного йода, селена и кобальта гипоэлементоза у коров в условиях региона Нижней Волги.

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) играют существенную роль не только при различных патологиях, но и в процессах физиологической адаптации, которая протекает у завезенных в Астраханскую область коровах симментальской породы из Австрии и Словении, где они находились в более комфортных условиях существования: лучший климат, лучшие (более полноценные) корма, лучшие условия содержания и т.п., чем в биогеохимических условиях (Астраханская область). Это предопределило необходимость выбора средств для профилактики и коррекции скрытых форм гипоэлементозов, в частности, отрицательных балансов ряда жизненно важных микроэлементов у симментальских коров, таких как селен, кобальт и йод и относительно низкого уровня общего обмена физиологических параметров крови, находящихся на нижней границе физиологической нормы или даже ниже ее.

Материалы и методы исследования

Целью эксперимента на 10-ти опытных и 10-ти контрольных коровах симментальской породы, завезенных нетелями в 2006 году в Астраханскую область из Австрии, было выяснение влияния недостающих в среде и кормах Co, Se и J на физиологические параметры коров. Микроэлементы и их дозы мы выбрали после проведения балансовых опытов, показавших отрицательный баланс Se, Co и J [4].

Гематологические параметры исследовали по общепринятым методикам [6]. Витамин Е – на хроматографе «Минихром» со сканирующим УФ-детектором. Активность каталазы определяли по М.А. Королюк [7], супероксиддисмутазу (СОД) – по Е. Чевари [11], диеновые конъюгаты (ДК) – по Плацер и др. [11], малоновый диальдегид (МДА) – по M. Michara et al. [9] и перекисную резистентность эритроцитов (ПРЭ) – по А.А. Покровскому [11]. Селен изучали в крови по методике И.И. Назаренко и др. [10]. Результаты обрабатывались с использованием программного аспекта анализа Microsoft Excel 97 Pro Statisticа. Достоверность оценивали по t-критерию Стьюдента (при уровне значимости 0,01–0,05).

Микроэлементы давались коровам в опытной группе ежедневно с корочкой хлеба в течении 30 суток с таким же перерывом. Доза кобальта – CoCl2 – 25 мг/кг, органические препараты селена (ДАФС-25) применяли в дозе – 0,05 мг/кг – 0,6–0,7 мг, йода (ЙОДДАР) с учетом массы тела животных.

Результаты исследования и их обсуждение

Установив недостаток в кормах животных Co, Se и J и проведя балансовые опыты, мы выяснили необходимость обогащения рационов коров препаратами микроэлементов (J, Se и Co) [2]. Затем изучили влияние недостающих микроэлементов на показатели крови и процессы свободнорадикального окисления. Было установлено, что в опытной группе животные имели более высокие показатели эритрона. При этом продукты перекисного окисления – диеновые конъюгаты и малоновый диальдегид ‒ понизились, а уровень активности каталазы и супероксиддисмутазы повысился. Количество эритроцитов, подверженных гемолизу, снизилось. Улучшение уровня физиологического состояния, завезенных из Австрии симментальских коров, предопределило увеличение их продуктивности. Динамика микроэлементов в органах и тканях животных из опытной и контрольной групп показал неравнозначность ассимиляции химических элементов различными органами коров.

Средний надой молока в контрольной группе за год составил 4705 литров на животное, а в опытной (Со, Se и J) – 4847 литра. Разница в пользу опытных коров была достоверной (Р < 0,05) и составила 142 литров молока на одно животное. Среднее содержание жира в молоке коров опытной группы за лактацию – 4,23 %, а в контроле – 4,11 %. Увеличение жира в молоке связано с тем, что кобальт повышает уровень биосинтеза витаминов группы В, а йод увеличивает синтез гормонов щитовидной железы, стабилизируя эндокринные механизмы регуляции организма. Кобаломин усиливает биосинтез микробного белка в рубце, при этом Со, Se и J способствуют образованию низкомолекулярных жирных кислот, из которых синтезируется молочный жир [5].

Применение микроэлементов увеличивало количество не только Co, Se и J, но и цинка, марганца и ванадия в молоке опытных коров, что хорошо коррелируется с результатами балансовых опытов и следует рассматривать как улучшение качества молока [1].

Введение в рацион опытных животных дополнительно селена, кобальта и йода увеличивало количество общих липидов эритроцитов, гемоглобина, общего белка и глобулинов относительно контроля (Р < 0,05). Лейкоцитарная формулы крови опытных и контрольных животных, исследуемая по сезонам года, не выявила серьезных различий. У коров опытной группы по сравнению с контрольной содержание нейтрофилов было в среднем на 1,5–2,3 % выше. Следует отметить, что результаты гематологии коров не выходят за пределы литературных данных [8].

Считается, что липиды являются составной частью метаболизма и активным участником процессов адаптации животных к новым геохимическим условиям. В то же время изменение обмена липидов является ведущим фактором патогенеза многих эндемических заболеваний и, в первую очередь, гипоэлементозов. Стараясь выяснить физиологический механизм влияния применяемых микроэлементов на коров, мы исследовали их влияние на процессы перекисного окисления и показатели крови в ответственный период их жизни – сухостойный.

У коров перед отелом в большом количестве накапливаются недоокисленные продукты свободнорадикального окисления, особенно при низком уровне селена и витамина Е в кормах [13]. У коров опытных групп установлено увеличение селена, эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, белка, глобулинов, количества Са, Р и токоферола, а также активности каталазы и супероксиддисмутазы (таблица).

В то же время у этих животных происходит снижение уровня вторичных продуктов перекисного окисления липидов (ДК, МДА) и процента эритроцитов, подверженных гемолизу перекисью водорода, (ПРЭ), что определяет стабилизацию антиоксидантной системы. Количество витамина Е в крови у всех опытных коров за период опыта составило 0,53 мг % против 0,31 мг % в контроле. Между деятельностью витамина Е как стабилизатора клеточных мембран и селеносодержащими глутатионпероксидазами давно установлена причинно-следственная связь и взаимное предохранение друг друга от окислительного разрушения, что является лишь малой составной частью синергизма витамина Е и селена [13], крайне необходимых для активации антиоксидантной системы.

Влияние ДАФС-25, ЙОДДАР и хлористого кобальта на гематологические параметры сухостойных коров

Гематологические показатели

До опыта

Через 30 дней

Через 60 дней

контроль

опыт

контроль

опыт

контроль

опыт

Эритроциты, млн/мкл∙1012/л

5,8 ± 0,32

5,5 ± 0,5

5,9 ± 0,2

6,2 ± 0,1

5,7 ± 0,2

6,7 ± 0,2

Лейкоциты, тыс/мкл∙109/л

6,96 ± 0,08

6,95 ± 0,05

6,96 ± 0,12

7,45 ± 0,008*

7,02 ± 0,002

8,14 ± 0,006*

Гемоглобин, г/л

92,55 ± 2,4

93,18 ± 2,5

92,26 ± 1,7

97,01 ± 2,8*

94,20 ± 2,5

105,17 ± 4,7*

Общие липиды,г/л

2,12 ± 0,23

2,21 ± 0,32

2,31 ± 0,19

3,39 ± 0,27

2,16 ± 0,35

3,07 ± 0,25

Общий белок, г %

7,29 ± 0,26

7,34 ± 0,18

7,50 ± 0,18

8,70 ± 0,05*

7,62 ± 0,44

8,79 ± 0,25*

Альбумины, г %

3,96 ± 0,27

3,90 ± 0,24

3,46 ± 0,09

4,31 ± 0,08

3,20 ± 0,26

4,40 ± 0,05*

Глобулины, г %

3,1 ± 0,12

3,6 ± 0,18

3,2 ± 0,08

4,8 ± 0,06*

3,2 ± 0,19

4,7 ± 0,17*

Кальций, мг %

9,05 ± 0,05

9,08 ± 0,01

9,22 ± 0,06

9,60 ± 0,09

9,63 ± 0,07

9,9 ± 0,02

Фосфор, мг %

4,7 ± 0,24

4,69 ± 0,17

4,89 ± 0,10

5,31 ± 0,34

4,92 ± 0,11

5,7 ± 0,43

Витамин Е, мг %

0,22 ± 0,03

0,26 ± 0,06

0,27 ± 0,01

0,92 ± 0,02*

0,31 ± 0,02

0,53 ± 0,04*

Каталаза, мкМ/мл

2,02 ± 0,01

2,05 ± 0,07

2,18 ± 0,05

3,52 ± 0,07*

2,31 ± 0,05

3,64 ± 0,08*

Селен, мкг/мл

0,009 ± 0,006

0,09 ± 0,006

0,012 ± 0,005

0,036 ± 0,002*

0,014 ± 0,006

0,066 ± 0,004*

Супероксиддис-мутаза, ед./мин

170 ± 14

166 ± 11

159 ± 13

231 ± 9

136 ± 12

181 ± 14

Диеновые конъюгаты, мкМ/мл

2,02 ± 0,08

0,09 ± 0,03

2,18 ± 0,03

1,77 ± 0,09*

2,32 ± 0,04

1,67 ± 0,06*

Малоновый диальдегид, мкМ/мл

3,4 ± 0,22

3,3 ± 0,021

3,21 ± 0,01

1,27 ± 0,02*

3,33 ± 0,26

2,46 ± 0,15*

Перекисная резистентность эритроцитов, %

2,91 ± 0,06

3,01 ± 0,05

2,97 ± 0,06

2,03 ± 0,01*

2,92 ± 0,04

2,17 ± 0,09

Дополняя друг друга, ферментативная и неферментативная антиоксидантная система (АОС) в организме в случае применения недостающих в кормах и организме микроэлементов (селен, йод, кобальт), а также за счет лучшего вовлечения меди, марганца и цинка в обменные процессы опытных коров [4], обеспечивают сдерживание активации процессов (ПОЛ). Селен, фиксируясь в составе глобулинов, способствует биосинтезу серосодержащих аминокислот, включаясь и в глутатион, тиамин, биотин, таурин, стимулируя функции витамина Е, повышает активность ряда ферментов. Известно, что селен, цинк, марганец и медь входят в состав СОД, которая считается быстродействующим ферментом и служит одним из важных энзимов регуляции процессов ПОЛ [9], которая в опыте через 30 дней увеличилась на 39 %, а в конце опыта ‒ на 9 %, оставаясь выше контроля (Р < 0,05).

Под их влиянием Se, Co и J у опытных коров уменьшились задержание последа на 14 %, количество послеродовых эндометритов – на 35 %, заболеваемость маститом – на 15 %, и на 12 дней сократился сервис-период коров относительно аналогичных параметров контрольных животных.

Мы также исследовали динамику селена, кобальта и йода в органах и тканях коров, участвующих в научно-хозяйственном опыте. Наибольшее количество микроэлементов отмечалось в печени > почках > надпочечниках > скелетной > мускулатуре > сыворотке крови и шерсти, меньше – в коже, костях, копытах и шерсти.

Заключение

Нам представляется, что исследуемый физиологический механизм влияния исследуемых дозировок ДАФС-25, ЙОДДАР и хлористого кобальта включает в себя стимуляцию синтеза белков, в том числе фракции иммуноглобулинов, а также повышает активность каталазы, СОД и уменьшает уровень ДК, МДА и ПРЭ, стабилизируя антиоксидантную систему, повышая, таким образом, иммунный статус организма, улучшая процессы тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования и регулируя уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ), что и предопределяет улучшение физиологического состояния животных и повышение их продуктивности и качества молока.

Рецензенты:

Зайцев В.Ф., д.с.-х.н., профессор, заведующий кафедрой «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань;

Федорова Н.Н., д.м.н., профессор кафедры «Гидробиология и общая экология» Астраханского государственного технического университета, г. Астрахань.

Работа поступила в редакцию 16.12.2013.


Библиографическая ссылка

Воробьев В.И., Воробьев Д.В., Щербакова Е.Н., Захаркина Н.И., Полковниченко А.П. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЙ МЕХАНИЗМ ВЛИЯНИЯ НЕДОСТАЮЩИХ В СРЕДЕ И КОРМАХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА СОСТОЯНИЕ ЭРИТРОНА, ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 11-3. – С. 461-464;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=33143 (дата обращения: 12.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074