АКТИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ В ПЕРИОД

НТП: животноводство и кормопроизводство
УДК 636.2:612
АКТИВНОСТЬ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ
В ПЕРИОД СУХОСТОЯ В КРОВИ ВЫСОКОУДОЙНЫХ КОРОВ
С РАЗНЫМ РЕПРОДУКТИВНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ
В.Б. ЛЕЙБОВА, научный сотрудник
ВНИИ генетики и разведения сельскохозяйственных животных Россельхозакадемии
И.Ю. ЛЕБЕДЕВА, доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник
ВНИИ животноводства Россельхозакадемии
E-mail: irledv@mail.ru
Резюме. Воспроизводительная способность высокопродуктивных молочных коров может зависеть от интенсивности
и направленности обмена веществ в предотельный период.
В работе проведено сравнительное изучение активности
ряда метаболических ферментов, участвующих в белковоуглеводном обмене – аспартатаминотрансферазы (АСТ),
аланинаминотрансферазы (АЛТ), щелочной фосфатазы и
лактатдегидрогеназы – в крови голштинизированных коров
черно-пестрой породы в период сухостоя в связи с дальнейшими репродуктивными показателями. У коров с продолжительностью сервис-периода менее 150 дней уровень
активности АЛТ в предшествующий сухостойный период был
в 1,3 раза выше, чем у животных с более длинным сервиспериодом, и в 1,5 раза выше, по сравнению с бесплодными.
При этом корреляция между активностью АЛТ и продолжительностью последующего сервис-периода составляет r =
-0,38 (p < 0,05). В крови высокоудойных коров с пониженной
фертильностью за месяц до отела соотношение АСТ/АЛТ
повышается, по сравнению с животными с нормальной воспроизводительной способностью, в 1,6-2,1 раза. В активности
щелочной фосфатазы и лактатдегидрогеназы перед отелом
коров с разной продолжительностью последующего сервиспериода существенных различий не выявлено. Результаты
представленного исследования показывают, что активность
АЛТ, а также соотношение АСТ/АЛТ характеризуют метаболическое состояние животных в сухостойный период, влияющее на их дальнейшую воспроизводительную способность.
Таким образом, АЛТ, АСТ и их соотношение у коров в период
сухостоя можно использовать как дополнительные критерии
для диагностики репродуктивного потенциала животных с
высокой молочной продуктивностью.
Ключевые слова: высокоудойные коровы, аминотрансферазы, метаболизм, воспроизводительная функция.
Крупномасштабная селекция в молочном скотоводстве в течение последних десятилетий привела к увеличению производства молока. Вместе с тем интенсификация отрасли вызвала такие негативные последствия,
как сокращение продолжительность хозяйственного
использования высокопродуктивных молочных коров
вследствие снижения репродуктивных показателей и
роста числа заболеваний [1, 2]. В основе функциональных нарушений у животных лежат модифицированные
метаболические процессы, которые обусловливают
перераспределение поступающих в организм питательных веществ в пользу производства молока в ущерб
энергетическим резервам тела и воспроизводительной
способности [3]. Определяющей причиной низкой фертильности высокоудойных коров считают негативный
энергетический баланс в ранний период лактации, при
котором в крови животных отмечают пониженное содержание глюкозы и повышенное – свободных жирных
кислот и кетоновых тел [3, 4]. Воспроизводительная
способность коров, по-видимому, также зависит от
уровня обмена веществ в предотельный период [3], что
подтверждает наличие корреляции между концентрацией глюкозы в крови в период сухостоя и последующими
Достижения науки и техники АПК, №10-2011
репродуктивными показателями [5]. Рост овариальных
фолликулов от примордиальной до преовуляторной
стадии занимает от 4 до 5 месяцев и, очевидно, они
на всех стадиях своего развития подвержены влиянию
негативного энергетического баланса [6].
Необходимо отметить, что в регуляции фертильности коров глюкоза участвует не только как основной
источник энергии для клеток яичника [7], ее концентрацию в крови также связывают с продукцией инсулина и
инсулин-подобного фактора роста I (ИФР-I) [4, 8]. Эти
гормоны – важные модуляторы овариальной функции,
они стимулируют стероидогенез, пролиферацию и жизнеспособность соматических клеток на разных стадиях
фолликулярного созревания, в том числе преантральной
[6]. Таким образом, концентрация глюкозы в крови коров
в период сухостоя влияет на их последующую воспроизводительную способность на уровне яичника, вероятно,
путем регуляции скорости развития фолликулов.
Для обмена веществ жвачных характерна низкая
усвояемость экзогенной глюкозы и, как следствие,
высокая интенсивность процессов глюконеогенеза,
тогда как использование аминокислот выражено в
меньшей степени и инициируется позже (относительно
кормления) [9]. Вместе с тем, интеграция белкового
и углеводного обмена может иметь важное значение
для обеспечения глюкозой высокоудойных коров [8].
Поэтому целью нашей работы было исследование
зависимости между активностью ферментов, участвующих в белково-углеводном обмене, в крови высокопродуктивных молочных коров в период сухостоя и
последующими показателями воспроизводства.
Условия, материалы и методы. Объектом исследования служили голштинизированные коровы
черно-пестрой породы в возрасте 2…7 лет со среднегодовой молочной продуктивностью 8020 ± 181 кг.
Эксперименты проводили на базе ЗАО ПЗ «Приневское» Всеволожского района Ленинградской области
в весенний период 2007-2008 гг. Животные находились
на привязном содержании, рацион кормления соответствовал зоотехническим нормам. Кровь отбирали
однократно за 30 дней до отела пункцией яремной вены
через 3…4 ч после кормления.
Исследования выполняли в два этапа. На первом
этапе (эксперимент 1) стояла задача охарактеризовать
активность ферментов, участвующих в интеграции белкового и углеводного обмена, в связи с репродуктивным
потенциалом коров. Для этого в 2007 г. у 50 животных
в период сухостоя измеряли активность в крови двух
аминотрансфераз: аспартатаминотрансферазы (АСТ)
и аланинаминотрансферазы (АЛТ). На основании полученных результатов о наличии зависимости между
активностью АЛТ и продолжительностью последующего
сервис-периода, на втором этапе исследований в 2008 г.
(эксперимент 2) у 28 коров за месяц до отела отбирали
кровь для определения активности ферментов, характеризующих интенсивность утилизации глюкозы: щелочной фосфатазы (ЩФ) и лактатдегидрогеназы (ЛДГ).
После отела и завершения последующего сервиспериода животных в эксперименте 1 разделили на 3
группы: в I группу вошли коровы с сервис-периодом
45
НТП: животноводство и кормопроизводство
менее 150 дней (110 ± 6 дней), во II – от 150 до 300 дней
(213 ± 8 дней), в III – бесплодные (без результативного
осеменения в течение 300 дней). Во второй части опыта
животных поделили на 2 группы: в I вошли коровы с
сервис-периодом менее 150 дней (103 ± 8 дней), во
II – с сервис-периодом более 150 дней (238 ± 12 дней).
Лабораторные исследования проводили на базе
отдела воспроизводства ВНИИ генетики и разведения
сельскохозяйственных животных. Активность ферментов
в плазме крови определяли фотометрическим методом с
помощью наборов «АСТ-Клинитест» и «АЛТ-Клинитест»,
«Alkaline Phosphatase» и «LDH-P» согласно инструкции
фирм-производителей. Измерение оптической плотности выполняли на спектрофотометре NewGenesis.
Данные по содержанию метаболических ферментов
в крови и молочной продуктивности животных обрабатывали методом однофакторного дисперсионного
анализа при помощи программы SigmaStat. Достоверность различий между сравниваемыми средними значениями оценивали с использованием критерия Тьюки,
при этом был принят уровень значимости p < 0,05. При
вычислении корреляционных отношений использовали
коэффициент Пирсона.
Результаты и обсуждение. По результатам эксперимента 1 средний удой за 305 дней лактации не существенно различался между группами коров. В I группе
составлял 8569 ± 375 кг, во II – 8175 ± 415 и в III – 7432 ± 457
кг. Корреляции между уровнем молочной продуктивности
и продолжительностью сервис-периода не установлено.
У коров с продолжительностью сервис-периода менее
150 дней уровень активности АЛТ в предшествующий сухостойный период был достоверно выше, чем у животных с более длинным сервис-периодом или у бесплодных (табл. 1).
При этом активность АСТ за месяц до отела у животных с пониженной репродуктивной способностью была
повышена незначительно. Ранее Zulu et al. наблюдали
тенденцию к росту активности этой трансаминазы в сухостойный период в крови коров, яичники которых оставались неактивными в течение 9 недель после отела [10].
Таблица 1. Активность аминотрансфераз в крови коров в сухостойный период в связи с последующими показателями воспроизводства
Группа животных
Показатель
I
II
III
Число животных, гол.
16
19
15
АСТ, ед./л
32,0 ± 3,8 37,0 ± 3,8 39,8 ± 5,0
АЛТ, ед./л
17,2 ± 0,8a 13,4 ± 0,9 b 11,5 ± 1,1с
АСТ/АЛТ
1,93 ± 0,24d 3,06 ± 0,39 3,97 ± 0,63e
Достоверные различия между группами животных:
a,b
p < 0,05; a,сp < 0,001; d,ep < 0,05.
Кроме того, у бесплодных коров соотношение АСТ/
АЛТ оказалось повышенным относительно величины
этого показателя у животных с коротким сервис-периодом (p < 0,05). Выявлена значительная отрицательная
корреляция между продолжительностью сервис-периода
и активностью АЛТ в крови исследованных коров (см.
рисунок).
Рисунок. Корреляционная зависимость между активностью АЛТ в крови коров в период сухостоя и продолжительностью последующего сервис-периода (n=35).
Повышенная активность АЛТ в крови высокоудойных
животных с более коротким сервис-периодом свидетельствует об усилении работы глюкозо-аланинового
цикла и, следовательно, о более интенсивном характере процессов, связанных с глюконеогенезом. Такой
вывод согласуется с данными о том, что фертильность
коров в значительной степени зависит от обеспеченности организма глюкозой в предотельный период [5].
В эксперименте 2 не было выявлено зависимости
воспроизводительной способности коров от интенсивности утилизации глюкозы в предотельный период, так
как существенных различий в активности щелочной
фосфатазы и лактатдегидрогеназы в период сухостоя
между группами высокоудойных животных с разной
продолжительностью сервис-периода не обнаружено
(табл. 2). Средняя молочная продуктивность за 305 дней
у исследуемых коров также не различалась (7926 ± 345
и 7904 ± 489 кг).
Таблица 2. Активность щелочной фосфатазы и
лактатдегидрогеназы в крови коров в сухостойный
период в связи с продолжительностью последующего сервис-периода
Группа
Показатель
I
II
Число животных, гол.
16
19
ЩФ, ед./л
121 ± 13
97 ± 13
ЛДГ, ед./л
1064 ± 32
1100 ± 65
Выводы. Результаты представленного исследования
показывают, что за месяц до отела активность АЛТ в крови
высокоудойных коров с ослабленной фертильностью в
1,3-1,5 раза ниже, а соотношение АСТ/АЛТ – в 1,6-2,1
раза выше, чем у животных с нормальной репродуктивной
способностью. При этом выявлена негативная корреляция (r = -0,38) между активностью АЛТ в период сухостоя
и продолжительностью последующего сервис-периода.
Таким образом, активность АЛТ, а также соотношение АСТ/
АЛТ характеризуют метаболическое состояние животных
в сухостойный период, влияющее на их дальнейшую воспроизводительную способность. Эти биохимические показатели крови можно использовать как дополнительные
критерии для диагностики репродуктивного потенциала
коров с высокой молочной продуктивностью.
Литература.
1. Племяшов К.В., Андреев Г.М., Дмитриева Т., Стахеева М. Проблема продуктивных возможностей и производственного
долголетия коров в Ленинградской области // Международный вестник ветеринарии. – 2008. – № 3. – С. 6-8.
2. Лягин Ф.Ф. Особенности воспроизводительных качеств высокопродуктивных коров // Зоотехния. – 2003. – № 5.– С. 25-27.
3. Chagas L.M., Bass J.J., Blache D. [et al.] Invited review: New perspectives on the roles of nutrition and metabolic priorities in
the subfertility of high-producing dairy cows // J. Dairy Sci. – 2007. – Vol. 90. – P. 4022-4032.
4. Kawashima C., Sakaguchi M., Suzuki T.[ et al.] Metabolic profiles in ovulatory and anovulatory primiparous dairy cows during
the first follicular wave postpartum // J. Reprod. Dev. – 2007. – Vol. 53. – P. 113-120.
5.Oikonomou G., Arsenos G., Valergakis G.E. [et al.] Genetic relationship of body energy and blood metabolites with reproduction
in holstein cows // J. Dairy Sci. – 2008. – Vol. 91. – P. 4323-4332.
6. Webb R., Nickolas B., Gong J.G. [et al.] Mechanisms regulating follicular development and selection of the dominant follicle //
Reprod. Suppl. – 2003. – Vol. 61. – P. 71-90.
46
Достижения науки и техники АПК, №10-2011
НТП: животноводство и кормопроизводство
7. Rabiee A.R., Lean I.J., Gooden J.M., Miller B.G. Relationships among metabolites influencing ovarian function in the dairy cow
// J. Dairy Sci. – 1999. – Vol. 82. – P. 39-44
8. Herdt T.H. Ruminant adaptation to negative energy balance, influences on the etiology of ketosis and fatty liver // Vet. Clin. North
Am. Food Anim. Pract. – 2000. – Vol. 16. – P. 215-230.
9. Галочкина В.П., Галочкин В.А. Физиолого-биохимическая характеристика метаболического типа жвачных животных //
С.-х. биология. – 2010. – № 6. – С. 9-15.
10. Zulu V.C., Sawamukai Y., Nakada K. [et al.] Relationship among insulin-like growth factor-1, blood metabolites and postpartum
ovarian function in dairy cow //. J. Vet. Med. Sci. – 2002. – Vol. 64. – P. 879-885.
ACTIVITY OF METABOLIC ENZYMES DURING THE DRY PERIOD IN THE BLOOD
OF HIGH-PRODUCING DAIRY COWS WITH DIFFERENT REPRODUCTIVE POTENTIALS
V.B. Leybova, I.Yu. Lebedeva
Summary. The reproductive capacity of high-yield dairy cows may depend on the metabolic intensity and trend during precalving
period. In the present work, a comparative investigation of activities of some metabolic enzymes involving in protein and carbohydrate
metabolism – aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), lactate dehydrogenase and alkaline phosphatase – in
the blood of dry cows of the Black Pied breed with a fraction of the Holstein blood in relation to the subsequent reproductive parameters
has been performed. It has been established that, in cows with length of the calving to conception interval less than 150 days, the level
of the ALT activity during the preceding dry period was 1.3 times higher than in the animals with a longer calving to conception interval
and 1.5 times higher than in the infertile animals. Concurrently, a negative correlation (r = -0.38) between the ALT activity and length of
the following calving to conception interval has been found. Furthermore, one month before calving, 1.6-2.1-fold rise in the AST/ALT
ratio in the blood of high-producing dairy cows with a reduced fertility compared to the animals with the normal reproductive capacity
has been observed. No significant differences in activities of alkaline phosphatase and lactate dehydrogenase before calving of cows
with different lengths of the following calving to conception interval have been revealed. The results of the present research indicate that
the ALT activity and AST/ALT ratio characterize the metabolic state of dry cows, which affects their subsequent reproductive capacity.
Therefore, these biochemical blood indexes during the dry period may be used as additional criteria for diagnostics of the reproductive
potential of high-producing dairy cows.
Key words: high-producing dairy cows, aminotransferases, metabolism, reproductive capacity.
УДК 636.2: 615.814
Снижение эмбриональной смертности у коров
методом акупунктуры
Т.Е. ТАРАДАЙНИК, кандидат биологических наук,
ведущий научный сотрудник
Г.Н. СИНГИНА, кандидат биологических наук, зав.
лабораторией
Н.А. ЗИНОВЬЕВА, член-корреспондент Россельхозакадемии, зам. директора
Н.П. ТАРАДАЙНИК, кандидат биологических наук,
научный сотрудник
ВНИИ животноводства Россельхозакадемии
А.В. ТИТОВ аспирант
Российская академия менеджмента в животноводстве
E-mail: almaatinka25@rambler.ru
Резюме. Представлены результаты эффективной профилактики эмбриональной смертности у коров посредством инъекции в биологически активную точку кондиционной среды,
полученной при культивировании эмбрионов крупного рогатого скота in vitro, и биологически активных веществ (сурфагон,
оварин) в микродозах. Цель исследований состояла в поиске
методов профилактики эмбриональной смертности у крупного
рогатого скота при искусственном осеменении.
Животные были разделены на 4 группы по 29 гол. в каждой:
коровам I опытной группы не позднее 10-го дня после осеменения инъецировали 0,2 мл кондиционной среды, полученной
при культивировании эмбрионов крупного рогатого скота in
vitro, в биологически активную точку 30 (атлас Казеева Г.В.,
2000); II опытной группы вводили в эту же точку 0,2 мл Гн-Рг
(сурфагон); III опытной группы – гомеопатический препарат
оварин. В контрольной группе инъекций не проводили. Эффективность использования препарата определяли методом
ректальной пальпации через 2 мес. после осеменения. Количество стельных коров в I опытной группе составило 20 гол.
(P≥0,95), во II и III – по 18 гол., в контроле – 12 гол. (69, 62, 62
и 41 % соответственно).
Инъекция среды, кондиционированной эмбрионами, в точку
акупунктуры 30, достоверно повышает уровень стельности
Достижения науки и техники АПК, №10-2011
осемененных коров, по сравнению с контролем, на 27,5 %.
Использование аналогичным способом сурфагона и оварина
в дозе 0,2 мл оказывает эмбриопротекторное действие.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, воспроизводство,
эмбриональная смертность, Гн-Рг, акупунктура, биологически
активные точки.
Эмбриональная смертность у крупного рогатого
скота обусловлена рядом факторов и происходит, как
правило, в период от оплодотворения до завершения
дифференцирования систем органов [1, 2]. Около 80 %
всех эмбриональных потерь происходит до 17 дня после
оплодотворения, 10…15 % – между 17 и 42 днями и 5 %
– после 42 дня [3].
Один из методов профилактики эмбриональной
смертности у крупного рогатого скота – введение аналогов гонадотропин-рилизинг-гормона (Гн-Рг) на 8…12
день после осеменения. Известно, что такие препараты,
как сурфагон, фертагил и др., индуцируют высвобождение гипофизарных гонадотропинов, в частности лютеинизирующего гормона, способствуя сохранению желтого
тела яичника в активном прогестеронпродуцирующем состоянии достаточное время для стабилизации «эмбрионального сигнала» [4, 5]. Сурфагон, согласно инструкции,
вводят внутримышечно в дозе 10…50 мкг/гол.
Кроме того, имеются сведения, доказывающие, что эмбрион способен корректировать несоответствие материнской
среды, изменяя секрецию эндометриальных белков [6].
При оплодотворении in vitro для улучшения условий
развития эмбрионов млекопитающих успешно используют
кондиционные клеточные и эмбриональные среды [7, 8].
Экспериментально установлено, что эмбрионы
крупного рогатого скота продуцируют интерфероны,
47