КЛИНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГОРМОНАЛЬНО-МЕТАБОЛИЧЕСКОГО И АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСОВ КОРОВ В СВЯЗИ С ИХ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИЕЙ

Сафонов В.А., Рецкий М.И., Нежданов А.Г., Близнецова Г.Н.,

Шушлебин В.И.

ГНУ Всероссийский НИВИ патологии, фармакологии и терапии,

Воронеж, Россия

Общеизвестно, что продуктивное и репродуктивное здоровье живот-ных определяется стабильностью функционирования энергетического, адаптационного и репродуктивного гомеостазов их организма. Для поло-возрелых самок животных характерен циклический тип функционирования репродуктивного гомеостаза, определяемый деятельностью гипоталамо-гипофизарно- гонадальной и других систем организма и продуцируемыми ими стероидными, тиреоидными и пептидными гормонами. При этом ис-точником реализации их эффектов и получения главной массы энергии, необходимой для жизнедеятельности организма, является свободноради-кальное окисление, одним из вариантов которого является перекисное окисление липидов (ПОЛ). Активность этих процессов регулируется сис-темой антиоксидантной защиты (АОЗ). При дисбалансе в эндокринной системе и системе ПОЛ-АОЗ развивается свободнорадикальная патология, которая является составной частью патогенеза многих болезней сельскохо-зяйственных животных (Рецкий М.И., 1997; Колчина А.Ф., 2000; Близне-цова Г.Н., 2010). Поэтому дальнейшее изучение взаимосвязи эндокринных и свободнорадикальных процессов в организме коров в связи с разным фи-зиологическим и патологическим состоянием их воспроизводительной функции продолжает оставаться актуальной задачей.

Целью настоящего исследования являлось изучение и выявление особенностей изменений гормонального, антиоксидантного, общего био-химического и гематологического статусов высокопродуктивных коров при физиологическом и патологическом течении половых процессов, роли эндокринной и антиоксидантной систем в развитии акушерско-гинекологических патологий и обеспечении их репродуктивного здоровья.

Исследования выполнены на 119 коровах красно-пестрой породы со среднегодовой молочной продуктивностью 6,5-6,7 тыс. кг, находящихся на разных этапах функционирования их репродуктивной системы.

Оценка состояния их гомеостаза проведена на основании иммуно-ферментного, биохимического и морфологического анализов образцов ве-нозной крови.

Установлено, что гормонально-метаболический гомеостаз коров пре-терпевает значительные изменения во время формирования беременности. Уже по завершению периода эмбриогенеза концентрация в крови прогес-терона, ответственного за секреторную трансформацию эндометрия и бло-каду сократительной функции матки, увеличилась по сравнению с лютеи-новой фазой цикла на 35,8%, тестостерона, ответственного за активиза-цию биосинтеза белка, формирование костной ткани и выработку факторов роста формирующегося плода,  на 41,8%, трийодтиронина, определяюще-го интенсивность основного обмена веществ,  на 31,0%. Параллельно с этим отмечено снижение функциональной активности надпочечных желез и содержания в крови кортизола на 45%.

Завершение формирования биологической системы мать-плацента-плод и спад лактационной доминанты (5 месяцев беременности) характери-зовалось дальнейшим нарастанием в крови концентрации тестостерона на 27,0% и активизацией синтеза кортизола на 16,1%. Со стороны показателей содержания прогестерона и трийодтиронина в этот период выраженных из-менений не отмечено.

На завершающем этапе формирования беременности (8,5 мес.) гор-моносинтезирующая функция эндокринных желез и фетоплацентарного комплекса перестраивается в сторону увеличения синтеза кортикостерои-дов и снижения прогестагенов и андрогенов.

Изменения в синтезе и метаболизме половых, кортикостероидных и тиреоидных гормонов, являющихся специфическими регуляторами био-физических и биохимических процессов, обладающих мощным анаболи-ческим (эстрогены, андрогены) и катаболическим (кортикостероиды, про-гестерон, тиреоидные гормоны) действием, влекут за собой достаточно выраженные сдвиги в обмене белков, углеводов, жиров и других жизнен-но необходимых питательных веществ.

Определено, что уже на раннем этапе беременности отмечаются зна-чительные изменения спектра сывороточных белков и активизация азоти-стого обмена. Они проявлялись увеличением концентрации альбуминов на 24,6%, снижением α-глобулинов на 34,3%, β-глобулинов – на 10,8% и γ-глобулинов – на 10,7%, повышением содержания мочевины на 47,2%, γ-глутамилтранс-феразы  на 31,6%, креатинина – на 8,9%, уменьшением показателей активности АлАТ на 22,0%. Следовательно, гестационные из-менения в организме коров затрагивают не только органы репродуктивной системы, но и печень, почки, иммунную систему. Одновременно отмечено увеличение в крови содержания липидов, холестерина, каротина, витамина А.

С включением в процессы стероидогенеза фетоплацентарного ком-плекса (5 мес. беременности) изменения биохимического статуса организ-ма коров оказались направленными на снижение содержания в крови мо-чевины на 20,0%, глюкозы – на 26,0%, липидов – на 24,6%, холестерина – на 32,6%, витамина А – на 30,0%, уменьшение активности АлАТ  на 39,7%, АсАТ  на 14,0%, ГГТ – на 17,5%, ЩФ – на 20,0%.

Дальнейшее увеличение сроков беременности и прекращение лакта-ции сопровождалось повышением утилизации белков и конечных продук-тов их обмена, о чем свидетельствует уменьшение содержания в сыворотке крови белка на 7,9%, альбуминов – на 10,8%, мочевины – на 10,7%, увели-чение креатинина на 25,1%. Одновременно отмечено снижение концентра-ции общих липидов на 12,1% и холестерина на 19,8%, что связано, надо полагать, с активацией процессов пероксидации липидов и предродового стероидогенеза. Количество глюкозы в крови к этому времени увеличи-лось на 39,7% и достигло первоначальных значений, что отражает повы-шение биоэнергетических процессов в организме и органах репродукции.

В системе минерального гомеостаза формирование беременности в определенной степени затронуло показатели содержания в крови фосфора, магния, железа, марганца, селена. При этом наиболее значимые изменения выявлены со стороны концентрации селена (снижение на 16,3%) и марган-ца (снижение на 12,5%), являющихся активными компонентами антиокси-дантной системы, формирования механизмов иммунной защиты, синтеза гормонов.

Исследование морфологического состава крови у коров в динамике беременности выявило закономерное увеличение концентрации гемогло-бина на 9,9%, показателя венозного гематокрита – на 8,8%, снижение к пя-ти месяцам беременности содержания лейкоцитов на 17,7%, нейтрофилов – на 14,3%, моноцитов – на 59,6% и возвращение их к исходным к завер-шающему этапу беременности. На протяжении всей беременности у коров была достаточно выражена эозинофилия (11,3±1,32-12,6±1,90%), превы-шающая показатели циклирующих животных на 52,7-70,0%, что следует рассматривать как проявление защитной антитоксической реакции орга-низма животных на появление в кровеносном русле токсических продук-тов обмена, плодовых протеинов и комплексов антиген-антитело.

Анализ различных вариантов межклеточных соотношений в крови коров или выявление индексов их соотношения, отражающих баланс кле-точных элементов неспецифической защиты и специфического иммунного ответа, показал, что при формировании беременности, особенно в период становления фетоплацентарного комплекса, наблюдается снижение ИСНЛ на 23,4%, ИСНЭ – в 2 раза, ИСМЭ – в 4 раза и увеличение ИСЛМ в 2,7 раза. Исходя из общепринятой оценки направленности изменений индек-сов популяций лейкоцитов (Осин А.Я., 1978), можно заключить, что это является отражением активации во время беременности эффекторного зве-на иммунного реагирования и микрофагальной системы защиты.

Эндокринная и метаболическая перестройка организма беременных животных сопровождается активизацией процессов свободнорадикального окисления и компенсаторным повышением мощности ферментативного звена системы антиоксидантной защиты. Содержание в крови коров про-межуточного продукта перекисного окисления липидов – малонового ди-альдегида к концу беременности увеличилось на 83%, ГПО – на 65,9%, СОД – на 63,9%, ГР – на 22,8%, каталазы – на 50,0%. В то же время кон-центрация одного из «перехватчиков» свободных радикалов – витамина Е уменьшилась на 30%.

В общую закономерность реакции ферментативного звена антиокси-дантной защиты вписываются и изменения в содержании в крови стабиль-ных метаболитов оксида азота. Сумма их к концу беременности возрастает почти в три раза. Следует считать, что такая реакция системы оксида азота в организме беременных животных направлена на усиление механизмов антиоксидантной защиты (Huie R.E., Padmaja S., 1993; Зенков Н.К. с соавт., 2001; Murphy M.P., 2009) и увеличение активности антиоксидантных фер-ментов (Dobashi K. et al., 1997; Ulker S. et al., 2003).

Таким образом, изменение физиологического состояния организма животных, связанное с формированием беременности, сопровождается ак-тивным включением в метаболические процессы половых гормонов, гор-монов щитовидной и надпочечниковых желез, а также систем антиокси-дантной защиты и оксида азота на фоне усиления реакций свободноради-кального окисления и ослабления клеточных иммунных реакций.

Выявлено, что при функциональной недостаточности эндокринной системы и фетоплацентарного комплекса у беременных животных разви-вается патологическое состояние, именуемое поздним токсикозом бере-менных или гестозом. Данная патология развивалась на фоне пониженно-го содержания в крови прогестерона (ниже клинически здоровых живот-ных в 2,4 раза), тестостерона (ниже в 1,7 раза), кортизола (ниже в 1,3 раза) и эстрогенных гормонов (ниже в 1,3 раза). При этом изменения метаболи-ческого профиля носят сложный характер, различающийся по фазам пато-логического процесса, зависят от длительности его течения, особенностей компенсаторно-приспособительных реакций организма. Общей законо-мерностью является снижение концентрации в крови альбуминов на 16,4%, общих липидов – на 32,4%, мочевины – на 12,1%, соотношения мо-чевина-креатинин – на 14,6%, увеличением количества триглицеридов в 2,1 раза, молочной кислоты – в 2,5 раза. Это является отражением не толь-ко расстройства маточно-плацентарного кровообращения, но и вовлечени-ем в патологический процесс печени и почек.

Изменения со стороны минерального обмена у коров выявлены толь-ко при развитии тяжелой формы патологического процесса и касались снижения содержания в крови меди на 15,0% и цинка на 5,6%, что, несо-мненно, отразилось на процессах кроветворения и тканевого дыхания. Общее количество лейкоцитов в крови больных животных превышало клинически здоровых на 9,0%, эозинофилов – на 54,1%, а лимфоцитов бы-ло ниже на 5,4%, нейтрофилов – на 7,7%, моноцитов – на 11,6%, тромбо-цитов – на 41,0%. Показатель гематокрита возрастал на 4,3%, а сорбцион-ная способность эритроцитов – на 55,7%. Отмечаемые изменения морфо-логического состава крови свидетельствуют о развитии синдрома эндоген-ной интоксикации и о снижении неспецифической резистентности орга-низма.

Также установлено, что уже на начальном этапе развития гестоза от-мечается активация процессов свободнорадикального окисления, о чем свидетельствует увеличение содержания в крови МДА на 43% и проявле-ние компенсаторной реакции организма в виде повышения активности ГПО на 11%, каталазы – на 14,3%, содержания стабильных метаболитов NO• – на 38%, витамина С – на 24,1%. В то же время содержание антиок-сиданта α-токоферола, биосинтез которого в организме не происходит, оказалось сниженным на 13,1%, как результат вхождения его в реакцию по нейтрализации токсических продуктов обмена веществ.

С переходом в тяжелую форму патологии, при сохранении высокого уровня активности неферментативного звена антиоксидантной защиты и системы NO•, мощность неферментативного звена продолжает снижаться. Содержание витамина Е в крови уменьшилось на 44,5% и витамина С ока-залось ниже здоровых животных на 20,8%.

Таким образом, поздний токсикоз или гестоз беременных развивает-ся на фоне фетоплацентарной недостаточности, активизации процессов пе-роксидации липидов и снижении активности неферментативного звена ан-тиоксидантной защиты, вовлечением в патологический процесс печени и почек и сопровождается развитием анемии. Результаты наших исследова-ний подтверждают концепцию о роли окислительного стресса и антиокси-дантной недостаточности в исходном звене развития токсикозов беремен-ных (Абрамченко В.В., 1994; Колчина А.Ф., 2000; Сидорова И.С. с соавт., 2007; Dekker G., Zecman G., 1992; Steven E. et al., 1998 и др.).

Следовательно, в условиях дисбаланса межгормональных взаимоот-ношений, дисбаланса между интенсивностью свободнорадикальных реак-ций и активностью системы антиоксидантной защиты развивается свобод-норадикальная патология, являющаяся составной частью патогенетических механизмов развития гестоза у животных.

Изучение биохимического профиля коров с нарушенной после родов воспроизводительной функцией, в частности, при развитии эндометрита, показало, что воспалительные заболевания матки проявляются на фоне низкой функциональной активности половых и щитовидной желез. Кон-центрация прогестерона в их крови была ниже здоровых животных в 2,3-2,5 раза, тестостерона – на 28,0-54,7%, трийодтиронина – на 27,1-20,6%.

Более низкие показатели содержания в крови общего белка (на 8,7%), липидов (на 21,7%), холестерина (на 78,3%), витамина А (на 35,3%), магния (на 9,1%), селена (на 11,9%), связанного с белком йода (на 23,4%), повышенное содержание мочевины (на 28,3%), креатинина (на 8,3%), ми-тохондриального фермента АсАТ (на 15,4%), кортизола (на 27,1%) отра-жают хроническое стрессовое состояние таких животных, активное тече-ние у них процессов пероксидации белков и липидов, при котором в пато-логический процесс вовлекаются не только половые органы, но и печень, почки, сердце.

Прямым доказательством этого является высокий уровень концен-трации в крови МДА (выше здоровых животных на 76%), NO• (выше в 2,9 раза), что следует связать с резким увеличением нейтрофильной и макро-фагальной продукции активных форм кислорода и NO•, наблюдаемой при развитии воспалительного процесса. Повышение у таких животных актив-ности ГПО на 65,8%, СОД – на 46%, каталазы – на 45% и ГР – на 14,6% свидетельствует о компенсаторном включении механизмов ферментатив-ного звена антиоксидантной защиты. В то же время невысокий рост актив-ности ГР в сравнении с ростом ГПО может свидетельствовать о недоста-точном функциональном потенциале глутатионового звена системы АОЗ и о не способности адекватного пополнения пула восстановленного глута-тиона. Надо полагать, что недостаточный потенциал системы глутатиона может быть связан с дефицитом в организме селена – ключевого компо-нента антиоксидантной защиты и биохимической адаптации (Мойсеенок А.Г. с соавт., 2002; Саноцкий И.В., 2004). Одновременно у этих животных выявляется значительное снижение мощности неферментативного звена АОЗ. Содержание витамина Е в крови было ниже здоровых животных на 35,3%, а каротина – на 36,4%.

Анализ лейкограммы коров с нормальным течением инволюционных процессов в половых органах показал, что лейкопоэтическая реакция сис-темы крови у них направлена на усиление аффекторного клеточного звена иммунного реагирования, о чем свидетельствует достаточно высокий уро-вень в крови нейтрофильных лейкоцитов и моноцитов. Это обеспечивает высокую сопротивляемость организма животных к патогенному действию появляющихся в кровяном русле белковых агентов – токсических метабо-литов и продуктов тканевого распада дегенерирующих структур матки по-сле родов.

Для коров с послеродовыми воспалительными заболеваниями матки характерны отсутствие нейтрофильной и эозинофильной стадий лейкоцито-за, лейкопения, свидетельствующие о слабой иммунной сопротивляемости организма больных животных. Регистрируемые при этом более выраженные монолимфоцитозы отражают высокую степень интоксикации их организма продуктами метаболизма, воспаления и бактериальными токсинами. Низкий показатель индекса соотношения нейтрофилов и лимфоцитов (0,52 против 0,77) и высокий индекса соотношения лимфоцитов и эозинофилов (17,6 против 6,59) свидетельствуют, что развитие воспалительного процесса в по-ловых органах происходит на фоне преобладания реакций гиперчувстви-тельности замедленного типа.

В итоге следует заключить, что развитию воспалительного процесса в матке после родов сопутствует функциональная недостаточность щито-видной и половых желез, высокая интенсивность перекисного окисления липидов, повышенное образование оксида азота, пониженная мощность неферментативного звена антиоксидантной защиты, а также несбаланси-рованные изменения в глутатионовом звене системы АОЗ. Нарушения в функциональной деятельности системы антиоксидантной защиты не обес-печивают адекватный контроль нарастания уровня активных форм кисло-рода, сдерживание чрезмерной активации процессов ПОЛ и накопление в организме их токсических продуктов, оказывающих повреждающее воз-действие на мембраны и инактивирующих большинство мембраносвязан-ных и липидозависимых ферментов, что и является одной из причин мета-болических нарушений в организме животных. Изменение эндокринных, прооксидантных и антиоксидантных ресурсов организма сопровождается снижением иммунологических факторов адаптации и развитием патологи-ческих процессов в органах системы репродукции, что вписывается в об-щую концепцию патогенеза акушерских патологий.

Такое заключение касается и развития гинекологических патологий (хронических патологий матки и яичников) у бесплодных животных. Пока-затели содержания в их крови МДА превосходили клинически здоровых животных на 8,2-57,0%, ГПО – на 17,1-48,9%, ГР – на 9,5-16,7%, СОД – на 5,4-55,6%, каталазы – на 24,3-33,6%, а витамина Е были ниже на 18,0-45,7%. О низком гормоносинтезирующем потенциале яичников и щитовидной же-лезы свидетельствует пониженный уровень концентрации в крови прогесте-рона (ниже клинически здоровых животных в 2,4-14,5 раза), исключая лю-теиновые кисты, тестостерона (ниже в 2,6-4,0 раза), эстрадиола (ниже на 19,7-34,3%), трийодтиронина (ниже на 20,9-62,5%). Колебания количест-венных показателей содержания в крови гормона надпочечных желез – кор-тизола были связаны с фазами стрессовых реакций.

Мы не исключаем, что развитие патологии яичников у животных связано не только с воздействием патогенов на эти органы, но и с развити-ем дисфункционального состояния гипоталамо-гипофизарной системы из-за низкого содержания в организме оксида азота (по нашим данным ниже здоровых в 2,57 раза), дефицит которого отрицательно сказывается как на генеративной функции половых желез (Gond P.T. et al., 2008), так и на гор-моносинтезирующей функции гипоталамуса и гипофиза (Tamanini C. et al., 2003). Кроме того, недостаточная его генерация в организме животных может являться одной из причин возрастания интенсивности процессов свободнорадикального окисления, с которым следует связать и нарушение стероидогенеза.

Результаты наших исследований и данные литературы дают полное основание считать, что такой свободный радикал, как NO•, является одним из компонентов многоуровневой системы гормональной регуляции репро-дуктивной функции млекопитающих и играет исключительную роль в па-тогенезе расстройств функциональной деятельности половых желез. В то же время мы не исключаем, что снижение продукции оксида азота у коров с патологией яичников может быть связано, в свою очередь, с низким уровнем концентрации в их организме половых стероидов.

Сдвиги в системе окислительного и гормонального гомеостазов в организме бесплодных коров сопровождались дисбалансом в обмене ли-пидов, белков, минералов, витаминов, в клеточной системе иммунной за-щиты. Степень их выраженности зависела от характера поражений поло-вых органов. При этом у всех животных отмечено пониженное содержа-ние в крови жизненно необходимого биогенного элемента селена (ниже клинически здоровых животных на 20,9-26,0%), выполняющего функцию мощного антиокислителя и антиоксиданта, обладающего широким спек-тром биологического действия в составе селенопротеинов (Мойсеенок А.Г. с соавт., 2002; Ермаков В.В., 2006; Саноцкий И.В., 2006).

Таким образом, функциональная деятельность системы репродукции у животных во многом определяется активностью процессов как гормоно-поэза, так и свободнорадикального окисления и иммуногенеза. Поэтому применение в клинической практике ветеринарного акушерства и гинеко-логии фармакологических средств и препаратов, влияющих на биосинтез стероидных, тиреоидных и пептидных гормонов, активность системы ан-тиоксидантной защиты и системы оксида азота, следует считать перспек-тивным и многообещающим в решении вопросов интенсификации воспро-изводства животных.

Литература. 1. Абрамченко В.В. Перинатальная фармакология.- СПб.: Lognos, 1994.- 464 c. 2. Близнецова Г.Н. Оксидативный стресс и сис-тема оксида азота при постнатальной адаптации и развитии заболеваний у сельскохозяйственных животных: автореф. дисс. … д-ра биол. наук.- Во-ронеж, 2010.- 46 с. 3. Ермаков В.В. Селекор (диметилдипирозолилселенид). Биологическое действие.- М.: Mageric, 2006.- С.198-203. 4. Зенков Н.К. с соавт. Оксидативный стресс. Биохимический и патофизиологический ас-пекты.- М.: МАИК Наука Интерпериодика, 2001.- 343 с. 5. Колчина А.Ф. Фетоплацентарная недостаточность и токсикозы беременных коров в тех-ногенно-загрязненных регионах Урала и методы их профилактики: дисс. ... д-ра. вет. наук.- Воронеж, 2000.- 231 с. 6. Мойсеенок А.Г. с соавт. Питание и обмен веществ. / Сб. науч. статей. -Гродно: Инст. биохимии НАН Бела-руси, 2002. 7. Осин А.Я. // Лабораторное дело, 1987, № 6. 8. Рецкий М.И. Система антиоксидантной защиты животных при стрессе и его фармаколо-гической регуляции: дисс. … д-ра биол. наук.- Воронеж, 1997.- 396 с. 9. Саноцкий И.В. Селекор (диметилдипирозолилселенид). Биологическое действие.- М.: Mageric, 2006.- С.48-54. 10. Саноцкий И.В. Соединения се-лена и здоровье.- М., 2004. 11. Сидорова И.С. с соавт.// Акушерство и ги-некология, 2007, № 3.- С.3-10. 12. Dekker G., Zecman G. // Clinic in Obstetrics and Gynecology, 1992, V.35, № 2.- P.317-337. 13. Dobashi K. et al. // J. Neurochem, 1997, V. 68, № 5.- P.1896-1903. 14. Gond P.T. et al.// The J. Biol. Chem., 2008, V. 264, № 23. 15. Huie R.E., Padmaja S.// Free Radic. Res. Commun, 1993, V. 18, № 4. - P.195-199. 16. Murphy M.P. // Biochem. J., 2009, V. 417, № 1.- P.1-13. 17. Steven E. et al.// J. of Veterinary Research, 1998,V. 1, № 4.- P.43-53. 18. Tamanini C. et al.//J. Anim. Sci., 2003, 81 (E. Suppl.), E1-T7. 19. Ulker S. et al. // Cardiovasc. Res., 2003, V. 59, № 2.- P.488-500.

CLINICAL VALUE OF INDICATORS OF COWS’ HORMONAL, METABOLIC AND ANTIOXIDANT STATUSES IN CONNECTION WITH THEIR REPRODUCTIVE FUNCTION

Safonov V.A., Retsky M.I., Nezhdanov A.G., Bliznetsova G.N., Shushlebin V.I.

All-Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology

and Therapy, Voronezh, Russia

Features of hormonal, antioxidant, general biochemical and haematological changes of statuses in high-productive cows are revealed at the physiological and pathological sexual processes. It is shown that the functioning of animals’ reproductive system is mainly determined by the activity of hormonopoiesis, free-radical oxidation and immunogenesis processes. Opinions on the important role of selenium and nitric oxide system in the formation of pregnancy, about using in veterinary obstetric and gynecologic practice of pharmacological drugs influencing these indicators and the whole antioxidative system and biosynthesis of steroid, thyroid and peptide hormones were given.

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021