Interior parameters of the Holstein-Friesian cows with the combined use of krezacin and sex hormones

Full Text

Введение.

Современный уровень ведения животноводства предполагает максимальное использование репродуктивного потенциала маточного состава (Васильева О.К. и др., 2019). Часто применяют сочетание простагландинов с гонадотропинами и рилизинг-гормоном (Bó GA et al., 2014; Funakura H et al., 2018). В скотоводстве применяют стимуляцию и синхронизацию половой охоты с последующим фронтальным осеменением (Colazo MG et al., 2014; Mohammadi A et al., 2019; Хон Ф.К. и др., 2020). Однако общим недостатком данных схем синхронизации является невысокая оплодотворяемость коров от фронтального осеменения (Stevenson JL et al., 2008; Colazo MG et al., 2009; Dirandeh E et al., 2015). Введение дополнительных факторов – биостимуляторов общего действия (адаптогенов) в схемы синхронизации может представлять собой существенный резерв повышения эффективности стимуляции половой охоты (Христиановский П.И и др., 2020). Ростовые вещества растений сауксины обладают мощным адаптогенным и стимулирующим воздействиями на организм животных (Воронков М.Г. и др., 2007). Синтезированный в Иркутском институте органической химии препарат крезацин является химическим аналогом ауксинов и проявляет адаптогенное, а также стимулирующее действие на многие функции организма различных видов животных (Шабанов П.Д., 2002; Воронков М.Г. и др., 2013). Однако применение препарата крезацина совместно с половыми гормонами не было изучено. Более подробные исследования данного сочетания могут быть полезными для оптимизации схем синхронизации половой охоты у коров.

Цель исследования.

Изучить влияние включения крезацина в схему синхронизации половой охоты коров голштино-фризской породы на морфологические и биохимические показатели их крови для оценки общего воздействия препарата на организм подопытных животных.

Материалы и методы исследования.

Объект исследования. Коровы голштино-фризской породы, возраст – 3-6 лет, живая масса – 450-500 кг.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями нормативных актов: Модельный закон Межпарламентской Ассамблеи государств-участников Содружества Независимых Государств "Об обращении с животными", ст. 20 (постановление МА государств-участников СНГ № 29-17 от 31.10.2007 г.), Руководство по работе с лабораторными животными (http://fncbst.ru/?page_id=3553). При проведении исследований были предприняты меры для обеспечения минимума страданий животных и уменьшения количества исследуемых опытных образцов.

Схема эксперимента. Эксперимент проведён в АО «Иволга» (колхоз им. XI кавдивизии Оренбургской области). Сформировали две группы дойных коров по 21 голове в каждой (I – контрольная, II – опытная) в период 2-3 месяца после отёла, с нормальным состоянием гениталий. В обеих группах коровам провели витаминизацию Е-селеном и выполнили синхронизацию половой охоты по схеме Ovsynch (табл. 1).

 

Таблица 1. Схема опыта / Table 1. Experimental scheme

Группа / Group	Количество коров / Number of cows	Дни синхронизации / Synchronization days
		1	8	10	11
Ⅰ контрольная / I control	21	Е-селен 6 мл, сурфагон 25 мкг / E-selenium 6 ml, surfagon 25 mcg	магэстрофан 3 мл / magestrophan 3 ml	сурфагон 25 мкг, ИО / surfagon 25 mcg, AI	ИО / AI
II опытная / II experimental	21	Е-селен 6 мл, сурфагон 25 мкг / E-selenium 6 ml, surfagon 25 mcg	магэстрофан 3 мл / magestrophan 3 ml	сурфагон 25 мкг, ИО / surfagon 25 mcg, AI	ИО / AI
		крезацин 2,5 г на голову в сутки / Krezacin 2.5 g per head per day

 

Во II группе коровам в течение 11 дней скармливали крезацин в дозе 10 мг/кг живой массы в сутки.

Кровь для исследований брали у коров в 1-е, 8-е и 11-е сутки эксперимента. Исследовали морфологические и биохимические показатели крови по общепринятым методикам.

На 10-е и 11-е сутки коров осеменили фронтально глубокозамороженной спермой, ректо-цервикальным способом. Определение стельности провели через три месяца с помощью аппарата УЗИ «Kaixin-5600y».

Оборудование и технические средства. Исследования выполнены в ЦКП БСТ РАН (http://цкп-бст.рф) при помощи автоматического микропланшетного анализатора InfiniteF200 PRO (Tecan, Австрия); набора реагентов для иммуноферментного определения фолликуло-стимулирующего гормона в сыворотке (плазме) крови «ФСГ-ИФА» (К 203) (Хема, Россия); использовались пробирка вакуумная RusTech 7 мл, с активатором свертывания; пробирка вакуумная Rus Tech 6 мл с ЭДТА КЗ; игла инъекционная одноразовая стерильная 18G; игла двусторонняя Rus Tech 18G 1/2 (1,2*38 мм); шприц одноразовый 20 мл 3-комп. с иглой 21G×1 1/2 (0,8×40мм). Аппарат УЗИ «Kaixin-5600y» (Xuzhou Kaixin Electronic Instrument Co., Ltd., Китай).

Статистическая обработка. Полученные данные обрабатывали с использованием приложения «Statistica 10.0» («Stat Soft Inc.», США). Анализ включал определение средней арифметической величины (М), стандартной ошибкой средней (m). Достоверными считали различия между средними по группам при Р≤0,05.

Результаты исследований.

При наблюдении за подопытными животными у 90 % из них на 3 сутки эксперимента выявлены признаки половой охоты со всеми специфическими феноменами. Динамика морфологических показателей крови коров в этот период представлена в таблице 2.

 

Таблица 2. Изменения морфологического состава крови коров по периодам опыта (M±m)

Table 2. Changes in the morphological composition of the cow blood by the experimental periods (M±m)

Показатель / Indicator	Ⅰ контрольная группа / I control group			II опытная группа / II control group
	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day
Лейкоциты, 109/л / Leukocytes, 109/l	10,96±0,246	11,94±0,946	11,78±1,107	10,69±0,446	11,92±3,261	10,22±2,823
Лимфоциты, % / Lymphocytes, %	45,28±1,584	45,28±3,134	51,53±4,732	51,61±2,937	50,39±4,703	54,84±4,264
Эритроциты, 1012/л / Erythrocytes, 1012/l	5,29±0,130	4,52±0,271	4,62±0,264	4,97±0,147	4,79±0,164	4,89±0,196
Гемоглобин, д/л / Hemoglobin, d/l	98,78±2,338	86,50±2,765	84,60±4,845	93,56±3,0823	90,33±2,309	91,00±2,832
Гематокрит, % / Hematocrit, %	22,94±0,278	18,28±0,88	18,71±1,028	21,33±0,763	19,72±0,580	20,35±0,755
Тромбоциты, 109/л / Platelets, 109/l	319,86±36,576	448,25±18,429*	385,50±48,994	268,89±22,592	364,00±28,991*	371,80±31,291

Примечание: * – Р≤0,05 для разности с предыдущими значениями

Note: * – Р≤0.05 for the difference with previous values

 

Из таблицы 2 следует, что в ходе эксперимента наблюдались незначительные колебания количества форменных элементов крови и значений гематокрита, не выходящие за пределы физиологической нормы, у коров обеих групп. В этот же период произошло некоторое снижение уровня гемоглобина в крови коров контрольной группы (на 14,8 г/л или 14,4 %). Возможно, в ходе полового цикла увеличивается интенсивность тканевого дыхания в организме коров, что требует более значительного использования гемоглобина. У коров опытной группы, получавших крезацин, уровень гемоглобина в крови понизился весьма незначительно (на 2,56 г/л или 2,7 %). Предположительно, применение крезацина способствует сохранению стабильности дыхательных процессов у животных в завершающей стадии индуцированного полового цикла.

Для выявления закономерностей регуляторных процессов при синхронизации половой охоты коров в эксперименте проводились биохимические исследования крови. Результаты этих исследований показаны в таблице 3.

 

Таблица 3. Изменения биохимических показателей крови коров по периодам опыта (M±m)

Table 3. Changes in biochemical parameters of cows by experimental periods (M±m)

Показатели/ Indicators	Ⅰ контрольная группа / I control group			II опытная группа / II control group
	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day
Глюкоза, ммоль/л / Glucose, Mmol/l	2,42±0,162	1,19±0,117*	1,69±0,270*	2,12±0,089	1,46±0,098*	1,60±0,196
Общий белок, г/л / Total protein, g/l	124,28±3,527	116,13±2,593	121,74±2,645	121,71±1,846	117,39±1,495	125,04±2,005
Альбумин, г/л /Albumin, g/l	39,00±1,774	38,29±0,944	36,20±3,855	40,13±0,618	36,40±0,859	40,10±0,526
АЛТ, Ед/л / ALT, U/l	21,24±1,245	25,91±0,877	36,63±2,020*	23,93±0,683	26,49±1,519	38,04±2,064*
АСТ, Ед/л / AST, U/l	73,31±3,888	81,88±1,539	121,43±4,517*	85,23±2,568	84,00±3,924	132,20±7,401
Билирубин прямой, мкмоль/л / Direct bilirubin, µmol/l	1,34±0,173	1,03±0,057	2,14±0,097**	1,29±0,034	1,13±0,090	2,16±0,098**
Кальций, ммоль/л / Calcium, Mmol/l	2,87±0,106	3,02±0,088	2,97±0,074	3,08±0,036	2,68±0,077	2,97±0,037
Фосфор, ммоль/л / Phosphorus, Mmol/l	0,84±0,096	0,96±0,022	1,33±0,177	0,89±0,050	0,93±0,064	1,22±0,078

Примечание: * – Р≤0,05; ** – Р≤0,01 для разности с предыдущими значениями

Note: * – Р≤0.05; ** – Р≤0.01 for the difference with previous values

 

Реализация процессов полового цикла требует значительных энергетических затрат. В нашем опыте мы наблюдали некоторое снижение уровня глюкозы в сыворотке крови коров обеих групп к 8 суткам стимуляции, а затем значительное повышение его к моменту осеменения на 0,14-0,50 ммоль/л (9,6-42,0 %) по сравнению с предыдущими. Это свидетельствует о достаточной энергообеспеченности организма подопытных животных в период индукции полового цикла.

В ходе опыта отмечались незначительные колебания содержания общего белка и альбуминов в сыворотке крови коров, не выходящие за пределы физиологической нормы. Уровни ферментов переаминирования и билирубина изменялись также незначительно, что свидетельствует об отсутствии заметных патологических процессов в организме подопытных животных.

Изменения содержания кальция и фосфора в сыворотке крови коров обеих групп были в пределах физиологической нормы, которые подтверждают стабильность минерального обмена в организме подопытных животных. На основании вышеизложенного можно сделать предположение об отсутствии отрицательного воздействия на организм коров как самих стимулирующих препаратов, так и включаемого в схему синхронизации крезацина.

Более значительные изменения выявлены при анализе содержания стероидных половых гормонов в ходе эксперимента (табл. 4).

 

Таблица 4. Динамика стероидных соединений в организме коров по периодам опыта (M±m)

Table 4. Dynamics of steroid compounds in the body of cows by experimental periods (M±m)

Показатели/ Indicators	Ⅰ контрольная группа / I control group			II опытная группа / II control group
	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day	1 сутки / 1 day	8 сутки / 8 day	11 сутки / 11 day
Холестерин, ммоль/л / Cholesterol, Mmol/l	3,33±0,239	3,72±0,174	3,57±0,417	3,65±0,130	3,95±0,208	3,77±0,369
ФСГ, МЕ/л / FSH, IU/l	1,56±0,426	0,69±0,296**	1,41±0,492**	1,70±0,516	0,98±0,201**	1,99±0,491*
ЛГ, МЕ/л / LH, IU/l	6,14±0,889	5,27±1,046	5,42±1,064	5,02±0,828	5,27±1,661	5,97±0,261
Прогестерон, нмоль/л / Progesterone, nmol/l	1,75±0,756	3,27±0,550*	1,72±0,478*	2,33±0,648	3,87±1,682*	1,69±0,132*
Свободный эстриол, нмоль/л / Free estriol, nmol/l	1,43±0,332	2,57±0,486*	2,43±0,419	1,38±0,130	3,27±0,252**	2,91±0,335

Примечание: * – Р≤0,05; ** – Р≤0,01 для разности с предыдущими значениями

Note: * – Р≤0.05; ** – Р≤0.01 for the difference with previous values

 

Анализ данных таблицы 4 позволяет выявить следующую закономерность в динамике холестерина. У коров контрольной группы к 8 суткам эксперимента содержание холестерина в крови возросло на 0,39 ммоль/л (11,7 %), а к 11 суткам снизилось на 0,15 ммоль/л (4,03 %). У коров опытной группы отмечены аналогичные изменения уровня холестерина: повышение к 8 суткам на 0,3 ммоль/л (8,2 %) и снижение на 0,18 ммоль/л (4,6 %) к 11 суткам. Эти же точки индуцированного полового цикла являются рубежными в динамике прогестерона, ФСГ и ЛГ.

Уровень прогестерона в крови коров к 8 суткам стимуляции повысился в обеих группах на 1,52-1,54 нмоль/л или на 66,1-86,9 % по сравнению с исходным (Р≤0,01). Это объясняется максимальным развитием жёлтых тел в яичниках коров в этот период. Затем, после инъекции эстрофана, произошёл лизис жёлтых тел. При этом уровень прогестерона в крови животных обеих групп снизился по сравнению с предыдущим на 1,55-2,18 нмоль/л или 47,4-56,3 % (Р≤0,05). Более значительное снижение этого показателя отмечено у коров II группы.

Содержание ФСГ в крови животных в ходе опыта менялось противоположным образом. К 8 суткам стимуляции уровень ФСГ в крови коров был ниже исходного на 0,72-0,87 МЕ/л (42,4-55,8 %; (Р≤0,05). К 11 суткам уровень ФСГ повысился по сравнению с предыдущим на 0,72-1,01 МЕ/л (103,1-104,3 %; Р≤0,001). Эти изменения характерны для завершающей фазы полового цикла.

Одновременно отмечены значительные изменения в концентрации лютеинизируещего гормона (ЛГ) и эстриола. По нашим наблюдениям, после существенного повышения к 8 суткам содержания свободного эстриола в крови коров обеих групп, произошло снижение его уровня к 11 суткам: в I группе – на 5,4 % (Р≥0,05), во II группе – на 11,01 % (Р≤0,05). Аналогично изменялся уровень ЛГ. У коров I группы к 8 суткам он понизился на 0,87 МЕ/л (14,2 %; Р≤0,05), а к 11 суткам незначительно и недостоверно повысился на 0,15 МЕ/л (2,8 %) по сравнению с предыдущим значением. Во II группе содержание ЛГ в крови коров равномерно возрастало и к 11 суткам превышало предыдущее на 0.7 МЕ/л (21,4 %; Р≤0,05). Отмеченные изменения в уровнях гормонов более выражены во II группе коров, т. е. у получавших крезацин.

Выявленные различия в динамике морфологических и биохимических показателей крови животных контрольной и опытной групп оказали существенное влияние на оплодотворяемость коров от фронтального осеменения. Оплодотворяемость в группе коров, получавших крезацин, превысила контрольную на 9,52 %.

Обсуждение полученных результатов.

При анализе гематологических показателей подопытных животных установлено, что у коров, получавших крезацин, увеличилось количество морфологических элементов, не превышающее физиологические нормы. В результате повысились значения гемоглобина и гематокрита. В целом это свидетельствует о том, что под воздействием препарата активизировались дыхательные и общие адаптационные процессы в организме крупного рогатого скота. Аналогичные эффекты наблюдались в опытах с крезацином на животных других видов (Кузнецов И.А. и др., 2015).

Исследования биохимического состава крови характеризуют состояние различных звеньев метаболизма, что позволяет судить как об общем влиянии испытуемого препарата на организм, так и о специфических видах воздействия на определенные функции.

Важнейшим показателем состояния минерального обмена является динамика содержания кальция и фосфора в организме животных (Васильева О.К. и др., 2019; Завьялов О.А., 2020). В нашем опыте наблюдались незначительные колебания концентрации кальция и фосфора в сыворотке крови коров в пределах физиологической нормы. Существенных различий по этим показателям между контрольной и опытной группами не выявлено. Очевидно, крезацин не оказал заметного воздействия на уровень этих элементов в организме подопытных животных. Аналогичный вывод можно сделать и по влиянию препарата на углеводный обмен в организме коров. В ходе опыта динамика содержания глюкозы в крови коров контрольной и опытной групп не отличалась, а значения этого показателя на разных этапах синхронизации полового цикла позволяют судить о достаточных возможностях организма подопытных животных для реализации этих энергоёмких процессов. Отмеченные в ходе эксперимента незначительные колебания значений содержания общего белка и альбуминов в сыворотке крови не подтверждают заметного воздействия на белковый обмен в организме коров обеих групп. Динамика содержания билирубина и ферментов переаминирования свидетельствуют об отсутствии выраженных патологических состояний в организме коров как опытной, так и контрольной групп.

Более существенные различия между контролем и опытом выявлены в динамике стероидных соединений (холестерин и половые гормоны). При исследовании крови коров в рубежных точках полового цикла выявлено повышение уровня холестерина к 8 суткам синхронизации, а затем умеренное снижение этого показателя к 11 суткам. Учитывая роль холестерина как химического предшественника стероидных соединений (Митяшова О.С. и др., 2017), можно предположить, что после некоторого накопления в крови к 8 суткам опыта, он в дальнейшем используется в качестве материала для синтеза эстрогенов, ФСГ и ЛГ на завершающей стадии полового цикла. Это подтверждается динамикой половых гормонов.

Одним из важнейших факторов реализации овуляционных процессов является резкое снижение уровня прогестерона в крови при синхронном повышении уровней ФСГ и ЛГ на завершающей стадии полового цикла. По нашим данным, эти изменения были более значительными у коров опытной группы. Одновременно отмечено существенное повышение концентрации свободного эстриола в крови коров обеих групп, причём более значительное – у животных опытной группы. Эстрогены вызывают клиническое проявление течки и охоты и стимулируют нарастание количества ЛГ до предовуляторного уровня (Бреславец В.М. и др., 2013).

Известно, что повышение уровня эстрогенов в ходе полового цикла предшествует предовуляторному пику ЛГ (Назаров М.В. и др., 2017). В нашем опыте повышение содержания эстриола в крови коров к 8 дню опыта «запустило» процесс нарастания ЛГ. В дальнейшем эстриол, являясь химическим предшественником стероидных гормонов, включился в процесс синтеза ЛГ. Соответственно, к 11 суткам уровень эстриола понизился, а содержание ЛГ возросло, т. е. были созданы предпосылки для овуляции.

Имеются сведения об участии ауксинов в метаболизме стероидов (Шабанов П.Д. и др., 2014). Следовательно, можно предположить, что аналог ауксинов – крезацин участвует в синтезе ЛГ и оказывает положительное влияние на процесс овуляции у коров.

В результате взаимодействия вышеуказанных процессов оплодотворяемость коров от фронтального осеменения превысила таковую в контроле на 9,52 %.

Выводы.

1. У коров голштино-фризской породы в период гормональной синхронизации половой охоты отмечены незначительные и недостоверные колебания гематологических показателей и биохимического состава крови. Они находились в пределах физиологической нормы, что свидетельствует об отсутствии отрицательного воздействия на организм коров как синхронизирующих препаратов, так и крезацина.
2. При включении крезацина в схему синхронизации половой охоты у коров установлены более высокие значения уровней фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов в крови, что положительно повлияло на процесс овуляции и повысило оплодотворяемость коров от фронтального осеменения.

About the authors

Erlan S. Medetov

Federal Research Centre of Biological Systems and Agrotechnologies of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: erlanmedetov29@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9424-4254

Postgraduate student, research specialist of the Department of Technology of Beef Cattle Breeding and Beef Production

Russian Federation, 29 9 Yanvarya St., Orenburg, 460000

References

Supplementary files