Норма кортизола в крови коров

Ермакова Наталья Владимировна,кандидат биологических наук, доцент кафедры химии, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», г. Орелchemistrysend@yandex.ru

Гормональный статус коровпри стойловом и пастбищном содержании

Аннотация.Показано содержание гормонов стресса кортизола и адреналина у коров на фоне нарушения перекисного гомеостаза при пастбищном и стойловом содержании, а также возможность использования антиоксидантов для коррекциистрессового состояния животных.Ключевые слова:коровы, кортизол, адреналин, малоновый диальдегид, витамин Е, БИО50.

Впервые учение о стрессе было разработано Г. Селье (1936). Сейчас под стрессом понимают совокупность специфических реакций организма в ответ на действия чрезвычайных раздражителей различной природы и характера, вызывающих «напряжение» функций организма и систем, обеспечивающих мобилизацию организма в целях его адаптации и поддержания гомеостаза[1]. Чрезвычайные факторы среды, вызывающиестереотипные ответные реакции, носят название стрессоров, многообразие которых и определяет неспецифичность формирования стресса.В условиях современного ведения скотоводства число стрессфакторов, воздействующих на организм сельскохозяйственныхживотныхпоистине огромно. При этом многие из них связаны со сменой сезонов года и являются неизбежными. Зимой, при стойловом содержании, у коров практически полностью отсутствует активный моцион, в помещениях для дойного скота часто нарушается температурновлажностный режим, страдает качество кормов. Летомживотныеобычно находятся на пастбище в летних лагерях, в условиях достатка кормов и движения.Однако слишком высокая летняя температура окружающей среды, влажность,нарушение питьевого режима также способствуютразвитию стрессовой реакции. Механизмы развития стресса сложны и до конца не изучены.Любой из стрессоров, выступая в качестве раздражителя, воспринимается периферическими рецепторами. Возникающие нервные импульсы попадают в кору больших полушарий головного мозга, а оттуда в гипоталамус. Здесь происходит высвобождение рилизинггормона кортикотропина (кортиколиберина). В ответ на это гипофиз начинает усиленную секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ), максимальная концентрация которого в крови регистрируется уже через 2 мин. АКТГ стимулирует выделение в кровь гормонов коркового слоя надпочечников глюкокортикостероидов, в частности, кортизола. Клеткамимишенями для глюкокортикостероидов являются клетки соединительной, мышечной, лимфатической, жировой, костной тканей, а также клетки печени. Цитозольный механизм действия, на уровне оперона, обеспечивает индукцию или репрессию в трансляции белковферментов. В развитии стрессовой реакции также задействованы симпатические нервные пути (в основном чревный нерв), по которым возбуждение из гипоталамуса передаётся на мозговое вещество надпочечников. Его включение выражается в синтезе и выделении гормонов катехоламинов, к которым относится адреналин. Клеткимишени для адреналина: клетки скелетных мышц, печени, сердца, жировой ткани. Мембранновнутриклеточный механизм действия основан на взаимодействии с белкамирецепторами поверхности мембраны и образовании вторичного посредника цАМФ или цГМФ, который запускает в клетке механизм активации ферментов, изменяющий интенсивность обмена веществ.Гормоны стресса действуют на обмен веществ катаболически, т.е. усиливают распад белков, углеводов, липидов. Пластический материал переводится в энергетическийи направляется на функциональные цели для повышения устойчивостии выживаемости животных в экстремальных условиях.Всё это оказывает отрицательное влияние на здоровье и продуктивность коров, приводя к их резкому снижению [2;3; 4; 5].Таким образом, повышение функциональной активности гипоталамогипофизарнонадпочечниковой и симпатоадреналовой систем в ходе развития стрессовой реакции выражается в увеличении уровня гормонов стресса кортизола и адреналина.В настоящее время гормональный статус сельскохозяйственных животных при стрессе изучен недостаточно [6].Резкое увеличение концентрации субстратов в связи с катаболическим действием кортизола и адреналина, а также усиленное вовлечение в процесс больших количеств кислорода активирует процесс перекисного окисления липидов (ПОЛ). Наиболее значимым продуктом ПОЛ является малоновый диальдегид (МДА). В адекватных условиях перекисное окисление липидов является естественным физиологическим процессом, уравновешиваемым работой системы антиоксидантной защиты (АОЗ)‬перекисный гомеостаз. Система АОЗ живого организма представлена обширным набором антиоксидантов, способных уменьшать или предотвращать свободнорадикальное окисление органических веществ кислородом. Центральное место в звене неферментных антиоксидантов занимает жирорастворимый витамин Е (αтокоферол)[7]. Особенности его химической структуры таковы, что позволяют ему переносить фенольный водород на пероксидный радикал, выступая в роли гасящегоантиоксидантаи ловушкирадикалов. В условиях развитиястрессовой реакции существующий перекисный гомеостаз нарушается.Работа была выполнена на молочном поголовье коров чёрнопёстрой породы, находящихся в середине 23 лактации.Количество животных в экспериментальных группах составляло 15 голов. Эксперимент проводился в стойловый (февраль) и в пастбищный (июнь) периоды. Февраль характеризовался гиподинамией, нарушениями параметров микроклимата (минусовые температуры и высокая влажность),алиментарным стрессом. В июнь характеризовался гипертермией с повышением температуры окружающей среды до +370Сна фоне нарушения водоснабжения животных. В качестве месяца с минимальным действием стрессфакторов был выбран сентябрьи результаты анализа группы животных в сентябре использовали в качестве контроля.

Пробы крови у коров брали из яремной вены утром до кормления в сухие и чистые пробирки. Для предотвращения гемолиза струю крови направляли на стенку пробирки. При получении плазмыв качестве антикоагулянта на каждые 1520 мл крови предварительно вносили 34 капли 10% раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты натриевой соли. Кровь с антикоагулянтом центрифугировали 2030 минут при 20003000 об/мин.В плазмеопределяли концентрацию адреналина. Пробирки с кровью, предназначенные для отделения сыворотки, обрабатывали по общепринятым методикам, включая обведение стальной спицей, термостатирование и центрифугирование. В сыворотке крови определяли содержание кортизола, малонового диальдегидаи антиоксидантного витамина Е.Определение концентрации гормонов стресса кортизола и адреналина проводили с использованием тестов СтероидИФАкортизол01 (ЗАО «Алкор Био», Россия) и Адреналин ИФА (LaborDiagnostikaNordGmbH& Co. KG, Nordhorn), в основе которых лежит твердофазный конкурентный метод иммуноферментного анализа на микропланшетах. Одинаковое строение этих гормонов у человека и животных позволяет использовать данный пакет реагентов для нахождения их концентрации в сыворотке и плазмекрови коров. В ходе определения присутствующий в пробе гормон конкурирует с конъюгатом гормонфермент за связывание с антителами, иммобилизованными на внутренней поверхности лунок. При удалении содержимого из лунок происходит разделение свободного и связанного антителами гормона и конъюгата гормонпероксидаза, при этом количество связанного конъюгата обратно пропорционально концентрации гормона в образце. Во время инкубации с раствором ТМБ происходит окрашивание раствора в лунках, интенсивность которого прямо пропорциональна количеству связанного антителами конъюгата гормонпероксидаза. После измерения оптической плотности раствора в лунках на основании калибровочного графика рассчитывали концентрацию гормона в опытных пробах.Содержание метаболита ПОЛ малонового диальдегида определяли по реакции с тиобарбитуровой кислотой (ТБК). Для оценки концентрации антиоксидантного витамина Е использовали реакцию с αα`дипиридилом[8]. Результаты экспериментальных исследований подвергались статистической обработке с использованием критерия Стьюдента в компьютерной программе Microsoft OfficeExcel 2007.В результатеисследования гормонального статуса коров было установлено, что уровень кортизола в феврале повысился на 31,7% (Р
МесяцыКортизол, нмоль/л

Адреналин, нмоль/лсентябрь(контроль)27,34±1,872,94±0,087февраль(стойловое содержание)36,01±2,25**3,76±0,110***июнь(пастбищное содержание)37,4±1,76***3,8±0,137***Различия статистически достоверны по сравнению с контролем:**Р
Проявление развития стрессовой реакции в организме экспериментальных животных в феврале и июне подтверждалось нарушением перекисного гомеостаза (табл. 2). Концентрация метаболита ПОЛ малонового диальдегида оказалась в 2,5 раза (Р
Таблица 2

Содержание малонового диальдегида и витамина Е у коров при стойловом и пастбищном содержании

МесяцыМалоновый диальдегид, мкМ/лВитамин Е, мкмоль/лсентябрь (контроль)0,26±0,02933,93±1,35февраль (стойловое содержание)0,64±0,021***20,28±2,05***июнь (пастбищное содержание)0,68±0,015***39,97±2,07*Различия статистически достоверны по сравнению с контролем:*Р
Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о том, что недостатки технологии содержания и кормления коров, обусловленные сменой сезонов года, способствуют развитию у них стрессовых реакций, сопровождающихся изменением гормональногои биохимического статуса:сезонные стрессфакторы→стресс→повышение уровня кортизола и адреналина → нарушение перекисного гомеостаза (рис.1). Развивающаяся далее стрессовая реакция оказывает отрицательное влияние на здоровье и воспроизводительные функции животных, молочную и мясную продуктивность, а также качество продукции.

Рис.1Динамика содержаниякортизола, адреналина, малонового диальдегида и витамина Е у коров в сезонном аспектеК сожалению, большинство сезонных стрессоровкак в молочном скотоводстве, так и в животноводстве в целом, являются неизбежными, поэтому важное значение приобретает фармакологическая коррекция стресса. В литературе имеются данные о том, что антиоксидантная система организма способна выступать в качестве периферической стресслимитирующей системы[9]. Используя механизм обратной связи, система АОЗ способна блокировать выделение гормонов стресса и, как следствие, ослаблять их катаболические эффекты в органахмишенях. Именно поэтому считается, что антиоксиданты можно использовать с целью профилактики и лечения нарушений, провоцируемых стрессом. 0510152025303540сентябрьфевральиюньКортизол, нмоль/лАдреналин, нмоль/лМалоновый диальдегид, мкМ/лВитамин Е, мкмоль/лДля изучения способов коррекции процессов незавершенной адаптации в поздний зимнестойловый период(февраль)в продолжение эксперимента были сформированы 2группы клинически здоровых коров.Животныеобеих групп, по 10 голов в каждой, находились всередине 23 лактациии содержались в условиях гиподинамии, нарушенияпараметров микроклимата, алиментарногострессав течение 28 дней февраля. В состав контрольнойгруппы входили коровы, которые не получали препаратов. Животнымопытной группы ежедневно вводили с кормом антиоксидантный препарат БИО50 в расчете1мг на 100кг живой массы коровы.По химической природе БИО50 относится к классу бензимидазолов и был получен в Институте биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН Ю.В. Кузнецовым. Доказано действие поингибированиюпроцессов пероксидации в качестве донора протона и способность к усилениюсистемы АОЗ живого организма[10].По результатам исследования установлено, что уровень гормоновстресса и показателей состояния системы ПОЛАОЗ, различается в крови контрольных и опытных животных (табл. 3).Таблица 3

Показатели гормонального статуса и перекисного гомеостаза коров

при использовании антиоксидантаБИО50

в поздний зимнестойловый период (февраль)

Группы животныхКортизол,нмоль/лАдреналин,нмоль/лМалоновый диальдегид, мкМ/лВитамин Е, мкмоль/лКонтрольная группа34,65±1,183,45±0,0600,59±0,03023,18±1,18Опытная группа (БИО50)31,71±0,45*3,10±0,055***0,39±0,021***27,13±1,24*Различия статистически достоверны по сравнению с контролем:*Р
В опытной группе при использовании БИО50 отмечалось снижение адреналина на 10,1% (Р
Ссылки на источники1. Фурдуй, Ф.И. Состояние и перспективы исследований проблемы стресса и адаптации в промышленном животноводстве / Ф.И.Фурдуй // Сельскохозяйственная биология. 1990. №2. С.1121.2. Алиев, А.А. Липидный обмен и продуктивность жвачных животных / А.А.Алиев.М.:Колос, 1980. 381с.3. Никитченко, И.Н. Адаптация, стрессы и продуктивность сельскохозяйственных животных / И.Н.Никитченко, С.И.Плященко, А.С.Зеньков. Минск: Ураджай, 1988. 200с.4. Волчков, А.И. Стресс, функциональное состояние и прогнозирование продуктивности крупного рогатого скота: автореф. дис. … канд. биол. наук / А.И.Волчков. Орел, 2000. 22с.5.Преображенский, С.Н. Стрессоры ‬причина снижения продуктивности скота/ С.Н.Преображенский, О.Н.Преображенский // Ветеринария. 2001. №11. С.5355.6. Трошина, Т.А. Фармакокоррекция селенодефицита у животных препаратом ДАФС25 и его влияние на продуктивные качества: автореферат дисс. … дра вет. наук / Т.А. Трошина.СанктПетербург, 2010.41с.7. Адамушкина, Л.Н. Антиоксидантная система редоксвитаминов в норме и при гепатозе крупного рогатого скота /Л.Н. Адамушкина //Кадровое и научное обеспечение инновационного развития отрасли животноводства: материалы междунар. науч.практ.конф.Казань, 2010. С.35.8.Методы ветеринарной клинической диагностики: Справочник/ Под ред. проф. И.П. Кондрахина.М.: КолосС, 2004.520с.9. Прокопенко, Л.Г. Окислительный стресс / Л.Г. Прокопенко, И.Л. Бровкина, А.И. Конопля. ‬Курск: КГМУ, 2005. ‬ 65 с.10. Ермакова, Н.В. Профилактика технологического стресса у коров с учетом сезонов года/ Н.В. Ермакова, Н.И. Ярован//Dnyvědy‬2012: MateriályVIIImezinárodní vědecko

praktická konference. Díl81. Zvěrolékařství: Praha: Publishing House «Education and Science» s.r.o., 2012. ‬S.3336.