УДК 619:618:577:636.2
Петров К.И., Оржеховский С.А., Заболотных М.В., Жерносенко А.А.
ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина», г. Омск
Конвай В.Д. ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет», г. Омск
Введение. Современные молочные животноводческие комплексы могут быть рентабельны лишь при эксплуатации высокопродуктивных коров. Хозяйства нередко вынуждены завозить данных животных из-за заграницы. Эти коровы обладают высокими продуктивными качествами, но адаптированы лишь к мягким климатическим и технологическим условиям своих стран. При попадании в животноводческие хозяйства Западной Сибири у них нередко развиваются метаболические нарушения, снижающие продуктивность и укорачивающие период эксплуатации данных коров. Одним из последствий таких нарушений, наряду с кетоацидозом и жировой инфильтрацией печени, являются послеродовые осложнения, вносящие существенный вклад в досрочную выбраковку данных животных. Механизм их развития, особенно в период адаптации данных коров к условиям Сибири, до конца не изучен, что лимитирует разработку новых методов диагностики, профилактики и лечения послеродовых осложнений.
Целью настоящей работы явилось изучение механизмов метаболических нарушений у высокопродуктивных коров, больных острым послеродовым эндометритом.
Материалы и методы исследования. Исследования проводись в зимне-весенний период 2010-2012 годов на 600 коровах голштинской породы импортной селекции, завезённых нетелями из Словакии и Венгрии, в молочное хозяйство Исетского района, Тюменской области. В качестве контроля служили коровы голштинской породы местной селекции, выращенных в условиях молочно-товарного комплекса с беспривязной системой содержания. Группы формировали по мере поступления животных. Сравнивалась заболеваемость коров данных групп острым послеродовым эндометритом в первый месяц после отёла. На основе данных клинических и лабораторных исследований, а также анализа зоотехнической и ветеринарной документации, в частности материалов акушерско-гинекологической диспансеризации крупного рогатого скота, определяли степень распространённости данного заболевания. С целью выявления факторов, влияющих на развитие послеродовых воспалений репродуктивной системы у коров исследуемых групп, анализировали условия содержания, кормления и эксплуатации, учитывали их физиологическое состояние, возраст, уровень продуктивности.
На 5-7-е сутки послеродового периода у 20 коров каждой из исследуемых групп из хвостовой вены отбирали кровь, из которой приготавливали плазму. Непосредственно в крови определяли СОЭ [9], содержание гемоглобина [17], эритроцитов [9], лейкоцитов [9], глюкозы [4], а в плазме - концентрацию белка [4], мочевины [4], мочевой кислоты [16], в-гидроксимасляной кислоты [13], холестерина [4], активность аланинаминотранферазы [4], аспартатаминотрансферазы [4], лактатдегидрогеназы [4] и щелочной фосфатазы [11]. Исследования были проведены в лаборатории резистентности животных института ветеринарной медицины и биотехнологии Омского госагроуниверси-тета с использованием биохимического анализатора «ScreenMaster» и набора реактивов производства фирмы «Hospitex» (Швейцария и Италия). Результаты исследования были подвергнуты статистической обработке с использованием критерия Стьюдента и непараметрических методов математического анализа.
Результаты исследований и их обсуждение. Из представленных в таблице данных видно, что у коров группы «Эндометрит» (ЭМ) выражены явления кетоза, о чём свидетельствует повышенная концентрация в-гидроксимасляной кислоты в плазме крови [на 33,3% по сравнению с аналогичным показателем в контроле (Р= ...)]. Можно полагать, что это явление развивается ещё во второй половине стельности вследствие обострения у данных животных группы дефицита кобаламина, связанного с усиленным расходованием его тканями и органами плода. Это вещество в физиологических условиях генерируется микроорганизмами рубца в процессе расщеплении ими целлюлозы до пропионовой кислоты. В дальнейшем этот метаболит последовательно превращается в пропионил-КоА и метилмалонил-КоА. Последний в результате реакции, катализируемой метилмалонил-КоА-мутазой, превращается в сукцинил-КоА, окисляемый в цикле Кребса. Небелковой частью этого фермент и является аденозилкобаламин, производное витамина В12 [2].
В условиях высококонцентратного кормления животных микрофлора, расщепляющая клетчатку, замещается на микроорганизмы, вырабатывающие из крахмала молочную, масляную и уксусную кислоты, но генерирующую витамин В12. Дефицит последнего лимитирует выработку сукцинил-КоА, являющегося не только ценным энергетическим источником, но и необходимым компонентом для бесперебойного окисления в цикле Кребса кетоновых тел, генерируемых в печени в реакциях в-окисления жирных кислот. При торможении этого метаболического пути нарушается окисление в нём ацетил-КоА и молекулы его конденсируются в ацетоуксусную кислоту. Последняя в дальнейшем восстанавливается до в-гидроксимасляной кислоты, второй компонент кетоновых тел. Накопление их в тканях способно привести к истощению щелочного резерва организма с последующим нарушением кислотно-щелочного состояния его и утяжелением родового процесса.
Осложнению последнего может способствовать и второе последствие дефицита витамина В12-недостаток в организме метильных групп. Источником их является В12. Аденозилметионин (S-АМ), образующийся при взаимодействии АТФ и метионина. Последний образуется в результате реакции, катализируемой метилентетрагидрофолат: гомо-цистеинтрансферазой. Коферментом данного энзима также является производное витамина В12-метилкобаламин [2]. При недостатке его возможно развитие дефицита S-АМ, лимитирующего превращение гуанидинуксусной кислоты, образующейся из аргинина и глицина, в креатин. Это вещество является компонентом креатинкиназного механизма, участвующего в переносе энергии, запасённой в макро-эргических связях АТФ, образовавшегося в митохондриях на периферии мышечных волокон, на креатин. Образующийся креатинфосфат переносит энергию тонким и толстым нитям мышечных волокон, где в результате обратной креатинкиназной реакции передаёт энергию АДФ. Вновь образовавшийся АТФ включается процесс мышечного сокращения [2].
Этот процесс ускоряется во время родов, когда в мышечном слое матки резко возрастают энергетические затраты. В условиях недостаточной обеспеченности организма кобаламином развивается дефицит креатина. Последний с невысокой скоростью синтезируется даже в обычных условиях и её едва хватает для восполнения той части креатинфосфата, которая необратимо переходит в креатинин и теряется с мочой. Поэтому в условиях дефицита в организме кобаламина, вызванном высоко концентратным кормлением, у коров возрастает угроза родовой слабости с последующим увеличением частоты острого послеродового эндометрита. В частности, у животных в исследуемом хозяйстве заболеваемость последним составляет 14,2%. За последние 4 года она увеличилась в 1,7 раза. Высокая она была и в условиях нашего исследования.
Установлено, что на 5-7-е сутки послеродового периода у 50,5% коров развивается эндометрит. В зимне-весенний период заболевает 57,5-61,3% животных от общего количества отелившихся коров, а в летне-осенний период - 37,5-45,3%. Развитие данного заболевания зависит от течения родов. При родовой слабости, недостаточно эффективном родовспоможении, задержке последа эндометрит развивается чаще, чем при нормальном течении родового процесса.
Развитию этого заболевания способствует также нарушение условий содержания и кормления данных животных, приводящее к ослаблению резистентности организма к инфекции. Патогенные бактерии и грибы могут проникать в полость матки экзогенным, гематогенным и лимфогенным путями и при наличии соответствующих условий, приводящих нарушение барьерных функций слизистой оболочки влагалища вызывать серьезные нарушения в репродуктивной системе животного.
Наличие у коров острого послеродового эндометрита устанавливали на основании клинического обследования животных: анамнестических данных, результатов наблюдения, ректального и вагинального исследования. В первые дни заболевания у коров отмечается покраснение слизистой оболочки преддверия влагалища, шейки матки, уменьшение выделение из этого органа лохий, снижаются аппетит и продуктивность. Шейка матки отёчная, покрасневшая, с точечными или полосчатыми кровоизлияниями. В каудальной части его и краниальной части шейки матки развивается воспалительный процесс. Патологические изменения в данном органе начинаются с тела его, затем процесс переходит в рога. Стенки матки воспаляются и утолщаются, слизистая оболочка набухает, в полости её накапливается жидкий или густой гнойный экссудат. Развитие у исследуемых животных воспалительного процесса подтверждается и изменением гематологических показателей. СОЭ у коров с эндометритом, превышает аналогичный показатель у здоровых животных на 20,0% (Р<0,05). При этом количество лейкоцитов в крови коров первой из названных групп выше на 8,1% (Р= 0,05). Изменяется соотношение между различными формами этих клеток: возрастает количество эозинофилов и лимфцитов на фоне уменьшения количества моноцитов. Об усилении реакции организма на развитие воспалительного процесса свидетельствует и увеличение в плазме крови коров группы содержания белков [на 9,6% по сравнению с соответствующим показателем у контрольных животных (Р= 0,02)].
Основную массу их, по всей вероятности, составляют в- и Y-глобулины. В состав первой из названных фракций входят белки острой фазы воспаления: а1-антитрипсин, ингибитор ряда протеиназ (трипсина, химотрипсина, калликреина и плазмина), а2-макроглобулин - цинксодержащий гликопротеин с большой молекулярной массой, также ингибирующий протеазы (трипсин, химотрипсин, тромбин, плазмин и калликреин) и С-реактивный белок, являющийся ингибитором агрегации тромбоцитов и активирующий систему комплемента и фагоцитоз [5]. Y-глобулины включают в себя антитела - иммуноглобулины классов G, A, M, D и Е, вырабатываемые клетками иммунной системы в ответ на введение чужеродных белков или других веществ с антигенной активностью, входящих в состав патогенных микроорганизмов [3].
Усиление биосинтеза лейкоцитов и белков, участвующих в воспалительной реакции организма, наряду с недостаточной обеспеченностью организма витаминами В12 и В9, приводит, вероятно, к развитию дефицита веществ, необходимых для эритропоэза, что и приводит к развитию анемии. Содержание гемоглобина в крови коров группы ЭМ снижено на 20,0% (Р= 0,05), а количество эритроцитов - на 28,4 (Р= 0,01) по сравнению с аналогичными показателями у контрольных животных. Эти изменения протекают на фоне более низкого показателя гематокрита у животных первой из названных групп [на 17,7% по сравнению с контролем (Р=0,001)]. Они приводят к нарушению транспорта кислорода в ткани с последующим развитием кислородного голодания.
Свидетельством его является повышенная концентрация молочной кислоты в крови коров группы ЭМ [на 14,4% по сравнению со здоровыми животными (Р= 0,01)], являющаяся следствием интенсификации реакций анаэробного гликолиза. Поскольку последние энергетически малоэффективны (при окислении одной молекулы глюкозы генерируется только 2 молекулы АТФ [2]), при интенсификации их усиленно расходуются углеводы, что приводит к развитию их дефицита. Это выражается в тенденции к снижению концентрации глюкозы в крови коров группы ЭМ [на 6,0% (Р= 0,05)]. Вторым последствием интенсификации анаэробного гликолиза является то, что накапливающийся лактат усугубляет последствия ацидоза, вызванного увеличением в тканях уровня кетоновых тел.
В условиях закисления содержимого клеток лактатом и кетоновыми телами происходит активация аденилатдезаминазы и аденозинде-заминазы, катализирующих ключевые реакции катаболизма пуринов [10, 12]. Это способствует расщеплению АМФ до гипоксантина.
Последний в дальнейшем окисляется до мочевой кислоты в результате реакции, катализируемой ксантиноксидазой [14]. Уровень данного метаболита в плазме крови коров группы ЭМ превышает аналогичный показатель у контрольных животных на 44,0% (Р=0,05). При этом ксантиноксидаза, обладающая высокой активностью в эндотелии кровеносных сосудов, особенно в печени, почках и слизистой оболочке тонкого кишечника [14], продуцирует активные кислородные метаболиты, способные усиливать липопероксидацию мембранных структур клеток, способствуя таким образом развитию патологических изменений в органах [6, 7, 8].
Исходя из представленных в таблице 1 данных, можно предположить, что у коров группы ЭМ синдром гепатоцеллюлярной недостаточности ещё не развивается. Печень способна синтезировать даже повышенное количество некоторых веществ. Содержание белков, мочевины и холестерина в плазме крови данных животных превышает аналогичные показатели у коров контрольной группы соответственно на 9,6 ( Р=0,02), 9,6 (Р=0,02) и 32,6 % Р=0,05). Это свидетельствует о мобилизации защитных сил организма, направленной на борьбу с патогенными микроорганизмами.
Вместе с тем, интенсификация свободно-радикальных процессов и сопряжённая с нею деструкция мембранных структур в данном органе, вероятно, усилены, что приводит к повышенному поступлению из клеток в кровь различных белков, в том числе ферментов. Активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы в плазме крови коров группы ЭМ превышает соответствующие показатели в контроле соответственно на 26,6 (Р=0,001), 406,2, ( Р=0,05), 18,8( Р=0,02), и 11,7 % ( Р= 0,05). Из этих данных видно, что из приведенных энзимов наиболее резко повышается активность аланинаминотрансферазы, локализованной преимущественно в печени. Можно полагать, что именно этот орган подвержен во время послеродового эндометрита деструктивному воздействию активных кислородных метаболитов. Это нужно учитывать при разработке лечебно-профилактических мероприятий, применяемых при данной патологии.
Таблица 1
| Показатели | Здоровые | Эндометрит |
|---|---|---|
| В крови | ||
| СОЭ, мм | 24,0±0,2 | 28,8±0,2 |
| Лейкоциты , тыс./ мм3 | 8,01±0,20 | 9,21±0,21 |
| Гемоглобин, г/л | 105±9 | 84±9 |
| Гематокрит, % | 38,5±2,4 | 31,7±2,2 |
| Эритроциты, млн/мм3 | 6,7±0,4 | 4,8±0,3 |
| Глюкоза, ммоль/л | 4,32±0,48 | 4,06±0,08 |
| В плазме крови | ||
| Общий белок, г/л | 7,30±0,40 | 8,00±0,64 |
| В-гидроксибутират, ммоль/л | 0,36±0,02 | 0,48±0,03 |
| Мочевина, ммоль/л | 3,65±0,3 | 4,00±0,03 |
| Мочевая кислота, мкмоль/л | 75±3 | 108±2 |
| Холестерин, ммоль/л | 4,60±0,38 | 6,10±0,34 |
| Аспартатаминотрансфераза, МКМОЛЬ/ (ЧЛ | 0,42±0,040 | 0,53±0,08 |
| Аланинаминотрансфераза, МКМОЛЬ/ (ЧЛ) | 0,32±0,03 | 1,62±0,06 |
| Лактатдегидрогеназа, МЕ/л | 2584±22 | 3070±19 |
| Щелочная фосфатаза, МЕ/л | 83,5±1,0 | 95,5±1,2 |
Выводы:
1. На 5-7-е сутки послеродового периода у коров-нетелей, перенесших родовую слабость, развивается острый эндометрит, выражающийся в увеличении скорости оседания эритроцитов, количества лейкоцитов и содержания белков плазмы крови.
2. Развитию послеродового эндометрит у коров-нетелей сопутствуют повышенный уровень в тканях кетоновых тел на фоне снижения содержания в крови содержания гемоглобина, эритроцитов и показателя гематокрита, способствующие усилению катаболизма пуринов, сопряженному с чрезмерной продукцией активных кислородных метаболитов.
3. При остром послеродовом эндометрите у коров еще не выражен сывороточный синдром гепатоцеллюлярной недостаточности, но уже отмечаются явления нарушения целостности гепатоцитов, проявляющиеся в увеличении в плазме крови активности ферментов, особенно аланинаминотрансферазы.
Список литературы:
Резюме. В современном молочном животноводстве широко используются высокопродуктивные коровы, завезённые из-за границы. При попадании в хозяйства Западной Сибири у них нередко развиваются метаболические нарушения, приводящие к преждевременной выбраковке данных животных. Механизм их развития до конца не изучен, что лимитирует разработку новых методов профилактики лечения. В настоящей работе изучались механизмы метаболических нарушений у высокопродуктивных коров, заболевших острым послеродовым эндометритом. Исследования проводились на коровах голштинской породы в одном из хозяйств Исетского района Тюменской области, у которых на 5-7-е сутки послеродового периода развивался острый послеродовый эндометрит. Наряду с изучением клинического состоянии животных, непосредственно в крови определяли СОЭ, содержание гемоглобина, эритроцитов, лейкоцитов, глюкозы, а в плазме её - концентрацию белка, мочевины, мочевой кислоты, в-гидроксимасляной кислоты, холестерина, активность аланинаминотранферазы, аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы. Установлено, что на пятые-седьмые сутки послеродового периода у коров-нетелей, перенесших родовую слабость, развивается острый послеродовый эндометрит, выражающийся в увеличении скорости оседания эритроцитов, количества лейкоцитов и содержания белков плазмы крови. Развитию этого заболевания сопутствуют повышенный уровень в тканях кетоновых тел на фоне снижения содержания в крови содержания гемоглобина, эритроцитов и показателя гематокрита, способствующие усилению катаболизма пуринов, сопряженному с чрезмерной продукцией активных кислородных метаболитов. При этом у коров еще не выражен сывороточный синдром гепатоцеллюлярной недостаточности, но уже отмечаются явления нарушения целостности гепатоцитов, проявляющиеся в увеличении в плазме крови активности ферментов, особенно аланинаминотрансферазы.
Ключевые слова: высокопродуктивные коровы, послеродовый эндометрит, метаболические нарушения, анемия, нарушение целостности гепатоцитов.
Сведения об авторах:
Оржеховский Сергей Антонович, аспирант кафедры диагностики, внутренних незаразных болезней, фармакологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»; 644122, г. Омск, ул. Добровольского 8/1.
Заболотных Михаил Васильевич, профессор кафедры ветеринарно-санитарной экспертизы продуктов животноводства и гигиены сельскохозяйственных животных ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»; 644122, г. Омск, ул. Октябрьская, 92; e-mail: zabolotnykh@omgau.org.
Жерносенко Александр Александрович, доцент кафедры диагностики, внутренних незаразных болезней, фармакологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»; 644122, г. Омск, ул. Октябрьская, 92; тел.: 8-3812-230392; e-mail: zhernosenko@yandex.ru.
Конвай Владимир Дмитриевич, профессор кафедры медико-профилактического факультета, кафедры биохимии ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет»; 644122, г. Омск, ул. Октябрьская, 92; e-mail: konway@omgau.org.
Ответственный за переписку с редакцией: Петров Константин Иванович, аспирант кафедры диагностики, внутренних незаразных болезней, фармакологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»; 644122, г. Омск, ул. Добровольского, 8/1; тел.: 8-902-9841514; e-mail: pk-89@mail.ru.
http://vetkuban.com/num5_201901.html