Гематологические и биохимические показатели у эдильбаевских ягнят после фармакологической коррекции гипомикроэлементозов на фоне биогеохимических условий Нижней Волги

В последние годы у сельскохозяйственных животных в России (14), Европейском Союзе, Индии, других странах все чаще диагностируют скрытые формы комплексных гипомикроэлементозов (5-9), вызываемых оксидативным стрессом и дефицитом микроэлементов в среде (10-13). Это сопряжено с изменениями активности процессов свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты (8, 9), служащих фундаментальными молекулярно-клеточными механизмами патогенеза при различных эндемических заболеваниях (10, 14-16). В результате замедляется рост и разви-812

тие животных, ухудшаются интегративные функции, снижается продуктивность (1, 17-19). Для профилактики и коррекции скрытых форм гипомик-роэлементозов необходимо проводить комплексные исследования, включающие мониторинг биогеохимической ситуации в регионе, оценку баланса химических элементов в организме, анализ физиологического статуса животных (в том числе метаболизма белков, липидов, углеводов, витаминов и минералов), а также количественное определение продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и активности антиоксидантных ферментов.

Мы разрабатываем принципиально новую физиолого-биогеохимическую концепцию теоретически обоснованного выбора дефицитных микроэлементов, необходимых для организма сельскохозяйственных животных (3, 4, 20-22), методов их применения и расчета дозировок с помощью математического анализа фармакокинетики препаратов (4, 21). Такой подход позволяет осуществлять профилактику, корректировать скрытые формы комбинированных гипомикроэлементозов, улучшать общее состояние животных, их репродуктивную функцию и продуктивность.

В настоящей работе мы впервые выявили скрытую форму комбинированного гипомикроэлементоза у ягнят эдильбаевской породы в Нижневолжском регионе и показали, что внутримышечное введение препарата Седимина ® оказывает положительное влияние на физиологическое состояние ягнят, процессы метаболизма, гематологические показатели, антиоксидантную систему.

Цель работы заключалась в комплексном исследовании биогеохимической ситуации в регионе Нижней Волги в связи с влиянием дефицита эссенциальных микроэлементов на интеграционные функции роста и развития эдильбаевских ягнят, а также в оценке возможностей фармакологической коррекции их физиолого-биохимического статуса при гипомикро-элементозах.

Методика. Пробы почв (0-25 см), воды, растений (по видам), кормов, органов и тканей животных для атомно-абсорбционного анализа на содержание микроэлементов отбирали по В.В. Ковальскому (22) в разных районах Волгоградской и Астраханской областей.

Эксперименты на 4-месячных ягнятах эдильбаевской породы проводили в СПХ «Красноярец» (Красноярский р-н, Астраханская обл.) в 2014-2015 годах. Для опыта были отобраны две отары ягнят-аналогов эдильбаевской породы (контрольная — 252 гол., опытная — 268 гол.). Животные содержались в кошарах и выпасались на пастбище. Кроме молока, ягнята обеих групп с 20-суточного возраста получали равное количество ячменной дерти. После отбивки от маток ягнята полностью переходили на питание растительными кормами с добавлением концентратов согласно установленным в хозяйстве нормам.

Балансовый опыт выполняли на пяти контрольных и пяти опытных ярках по методике Всероссийского НИИ животноводства (23). Ягнятам из опытной группы внутримышечно вводили препарат Седимин® (ООО «А-БИО», Россия). Седимин сертифицирован Фармкомитетом РФ (ГОСТР ¹ РОСС-RU.ПО-96.Н10771, препарат ¹ ПВР-2-3.6101651) и представляет собой водную смесь соединений йода и селена на стабилизирующей основе декстранового комплекса. Седимин вводили в дозе 1 мл в 20-суточном возрасте, 2 мл — в 2-месячном, 3 мл — в 3-месячном и 4 мл — на последнем месяце выращивания.

До опыта и по его окончании животных взвешивали. Кровь брали до кормления, гематологические показатели (количество форменных элементов, гемоглобина, лейкоформулу), содержание Ca, P и каротина опре- деляли по И.П. Кондрахину (24). Диеновые конъюгаты (ДК) исследовали по УФ-спектрам поглощения при X = 233 нм (25), содержание малонового диальдегида (МДА) — по методике В.С. Бузламы (26). Активность каталазы изучали по методу М.Л. Королюка (27), активность глутатионпероксидазы (ГПО) — по R. Paglia с соавт. (28). Микроэлементы в биологических пробах, сохраняемых в эксикаторах, определяли атомно-абсорбционным методом (29) с помощью спектрофотометра Hitachi 180-50 (Япония). Содержание селена определяли флуориметрически (30), йода — роданидно-нитритным методом (ГОСТ 28-548-90) (31).

При статистической обработке полученных данных рассчитывали среднюю арифметическую ( M ), ошибку средней ( m ) и коэффициенты корреляции ( Cv ). Достоверность различий оценивали по t -критерию Стьюдента (при уровне значимости 0,01-0,05).

Результаты. В исследованных образцах почвы (Астраханская и Волгоградская области) кобальта, селена, меди, цинка и марганца содержалось в среднем 8,0±1,03; 0,03±0,022; 15,8±1,27; 45,4±2,10 и 142,8±10,60 мг/кг; в воде показатели были следующими: Co — 0,7±0,02, Ni — 0,5±0,01, Se — 0,029±0,002, Mn — 9,8±0,70, Zn — 32,1±2,60, Cu — 4,5±0,70, I — 1,7±0,13 мкг/л. В почве летом обнаружили значительно больше селена (0,058±0,012 мг/кг), чем в октябре (0,021±0,004 мг/кг).

Количество микроэлементов в растениях коррелятивно зависело от их содержания в почве ( r = +0,68), от видовых и физиологических особенностей растений, климата конкретной местности (данные не приведены) и колебалось в широких пределах. Содержание йода варьировало от 0,01 до 1,99±0,06 мг/кг. Обращало на себя внимание низкое количество кобальта (от следов до 2,2±0,09 мг/кг) и селена (от 0,01 до 0,07±0,004 мг/кг) в растениях, за исключением астрагалов (Со — 9,6±0,17, Se — 12,6±2,18 мг/кг). В весенне-летние месяцы накопление селена в растениях (аналогично тому эффекту, который наблюдали в почвах) было несколько выше, чем в осенние. Это объясняется наибольшей миграцией селена из почвы в растительные ткани в вегетативный период развития.

Марганец обнаруживали в растениях в оптимальных количествах (от 47±3,12 до 98±6,4 мг/кг) относительно его содержания в аналогичных макрофитах из так называемого эталонного черноземного региона (22). Содержание селена, йода и кобальта в почвах и растениях было значительно меньше, чем в их аналогах из эталонного региона. Количество меди в почвах и растениях (от 2,3±0,07 до 11,3±1,4 мг/кг) находилось на нижней границе нормы (22, 32). Оптимальное содержание селена в питьевой воде, используемой животными и птицами, пока не установлено. В воде водоемов дельты реки Волги показатель по селену составил 0,019±0,0006 мг/л.

Недостаток ряда химических элементов (Se, I и Co) в почве и растительных кормах негативно сказывается на реализации генетической программы и снижает физиологические возможности интегративных функций роста и развития у ягнят (2-4). Количество селена у ягнят в разных органах убывало в последовательности печень > мышцы > селезенка > костная ткань > легкие > шерсть > кровь > почки > стенка тонкого кишечника. Кобальтовый ряд выглядел следующим образом: печень > костная ткань > селезенка > кишечная стенка > шерсть > почки > кровь > мышцы. Учитывая большой объем мышц у овец, мышечную ткань, как и печень, можно считать депо кобальта и других изучаемых микроэлементов. Убывающие ряды марганца, меди, цинка и йода были похожи друг на друга с очень небольшими различиями. Например, стенка тонкого отдела кишеч- ника содержала практически такое же количество меди (9,5±0,07 мг/кг), как селезенка, шерсть, легкие и почки. По содержанию цинка стенка кишечника (155±13 мг/кг) оказалась близка к шерсти и печени. Больше всего цинка обнаружили в легких (156±8,4 мг/кг), где этот элемент концентрируется, входя в состав карбоангидразы, которая регулирует дыхательную функцию у животных.

Сопоставляя данные по накоплению микроэлементов в органах и тканях у ягнят эдильбаевской породы с аналогичными показателями у молодняка овец в работах других авторов (1-3, 33-35), можно отметить, что количество I, Со и Se в наших опытах оказалось относительно низким и коррелировало с невысоким содержанием указанных микроэлементов в растениях Нижневолжского региона ( r = +0,74).

После отбивки от маток среднесуточный баланс йода и селена у ягнят, полностью перешедших на питание растительными и концентрированными кормами, был отрицательным (табл. 1). Баланс кобальта в организме животных носил напряженный характер и приближался к нулевому. Балансы Mn, Cu и Zn оказались положительными, организм ягнят не испытывал недостатка в этих элементах, что было обусловлено их относительно высоким содержанием в кормах.

1. Показатели баланса микроэлементов (мг) у ягнят эдильбаевской породы ( n = 10, M ± m ; СПХ «Красноярец», Красноярский р-н, Астраханская обл., 2014-2015 годы)

Микроэлемент	Поступило с кормом	Выделено из организма			Усвоено (баланс)
		с калом	с мочой	всего
Co	0,31±0,04	0,28±0,01	0,02±0,003	0,30±0,01	+0,01±0,003
Se	0,69±0,03	0,73±0,02	0,03±0,005	0,76±0,02	- 0,07±0,003
I	0,10±0,08	0,14±0,04	0,04±0,006	0,18±0,04	- 0,08±0,005
Cu	5,97±0,11	5,82±0,95	0,06±0,002	5,88±0,72	+0,09±0,006
Mn	68,0±1,34	63,2±3,15	0,11±0,007	63,31±2,07	+4,69±0,270
Zn	29,6±0,09	22,5±1,96	0,21±0,009	22,71±1,35	+6,83±0,050

Результаты балансовых опытов в совокупности с данными биогеохимического мониторинга среды и содержанием микроэлементов в органах и тканях позволяют говорить о дефиците селена и йода у ягнят эдиль-баевской породы и предопределяют необходимость применения препаратов Se и I в регионе Нижней Волги. Однако для окончательного решения этого вопроса необходимо знать физиологический статус, в том числе гематологические показатели, степень свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты животных.

Механизмы антиоксидантной системы индуцируют ферментативные и неферментативные процессы. Антиоксиданты участвуют в регуляции перекисного окисления как компоненты единой системы, которая включает в себя ряд энзимов, низкомолекулярные соединения, физиологически активные вещества белковой и липидной природы, в том числе витамины, Ca, Se, Fe, Zn и Cu и, возможно, другие макро- и микроэлементы, входящие в состав антиоксидантных ферментов или активирующие энзимы (36). Известно, что в инициации свободнорадикального окисления могут участвовать катион-радикалы селена, марганца, цинка, меди, молибдена, кобальта, железо-серные кластеры (3, 4, 15, 37).

Внутримышечное введение йода и селена, недостающих организму растущих ягнят, привело к усилению гемопоэза (табл. 2). Число эритроцитов у ягнят из опытной группы возросло на 15,6 %, количество гемоглобина — на 7,8 %, селена — на 84,0 %, йода — на 92,7 %, общего белка — на 4,44 %, глобулинов — на 8,76 % относительно аналогичных показателей в контрольной группе (Р < 0,05). Параметры карбонатного буфера крови у ягнят, получавших Седимин, были выше контроля на 34,9 % (Р < 0,05). В крови у животных из опытной группы оказалось на 33,9 % меньше глюкозы, чем у контрольных. Количество общего белка глобулиновой фракции, содержащей селен, у ягнят, получавших Седимин, тоже было несколько выше, чем у контрольных особей (Р < 0,05).

На отъеме все физиолого-биохимические показатели крови ягнят, которым проводили фармакологическую коррекцию дефицита микроэлементов, достигли физиологической нормы. Количество ДК уменьшилось на 28,0 %, МДА — на 8,2 %, активность антиоксидантных ферментов увеличилась (каталазы — на 43,3 %, ГПО — на 39,4 %), содержание глюкозы уменьшилось на 39,9 % относительно начала опыта. Полученные данные свидетельствуют об активации метаболизма у животных в опытной группе и исчезновении признаков скрытой формы комбинированного гипомик-роэлементоза, что согласуется с результатами других работ (33).

В крови у контрольных ягнят содержание диеновых конъюгатов относительно такового в начале эксперимента достоверно увеличивалось на 17,60 %, малонового диальдегида — только на 8,06 % (в крови количество МДА как одного из конечных продуктов свободнорадикального окисления не подвержено значительным колебаниям).

2. Физиолого-биохимические показатели крови у ягнят эдильбаевской породы при внутримышечном введении препарата Седимина ( M ± m ; СПХ «Красноярец», Красноярский р-н, Астраханская обл., 2014-2015 годы)

Показатель	Опытная группа ( n = 5)		Контрольная группа ( n = 5)
	начало опыта	конец опыта	начало опыта	конец опыта
Эритроциты, млн/мкл (½1012/л)	7,52±0,28	8,69±0,57*	7,62±0,36	8,01±0,56
Гемоглобин, г/л	81,14±4,12	88,27±6,38*	82,9±3,19	81,5±2,75
Лейкоциты, тыс/мкл (½109/л)	8,45±1,96	8,76±0,71	8,15±0,78	8,26±0,78
Общий белок, г/л	69,70±4,16	72,80±6,09*	68,71±3,55	67,21±3,33
Альбумин, г/л	23,60±1,88	24,50±1,36	24,30±1,64	23,72±2,51
Глобулин, г/л	36,50±2,35	39,70±2,15*	36,50±3,15	35,83±1,78
Глюкоза, мкмоль/л	3,01±0,08	1,99±0,07*	2,98±0,06	3,55±0,28*
Диеновые конъюгаты, мкмоль/л	4,11±0,17	2,96±0,17*	3,97±0,56	4,67±0,19*
Малоновый диальдегид, мкмоль/л	0,76±0,06	0,69±0,02	0,62±0,16	0,67±0,07
Глутатионпероксидаза, ммоль G-SH•л - 1•мин - 1•103	5,92±0,08	8,25±0,06*	5,77±0,42	4,01±0,54*
Каталаза, мкмоль/мл	3,88±0,13	5,56±0,27*	3,86±0,29	2,88±0,02*
Щелочной резерв, об.% CO2	41,80±2,06	56,42±1,17*	42,90±4,15	32,30±1,43*
Селен, мкг/л	38,20±1,44	60,30±1,06*	37,90±1,06	29,50±1,16*
Йод, мг/л	0,41±0,02	0,52±0,02*	0,44±0,05	0,39±0,01*

П р и м еч а ни е. Описание групп см. в разделе «Методика».

* Различия относительно начала опыта статистически значимы при Р < 0,05.

Каталазная активность крови контрольных ягнят в конце эксперимента была на 25,5 % меньше, чем в начале опыта. Глутатионпероксидаза уменьшала активность в крови к 4-месячному возрасту на 30,6 % (Р < 0,05) относительно начала эксперимента. Это связано с началом использования растительных кормов, слабо обеспеченных селеном, йодом и кобальтом, которые входят в состав антиоксидантных ферментов (селен — в ГПО, цинк, медь, марганец — в супероксиддисмутазу) и активизируют работу каталазы (4, 36). Отмечено уменьшение количества селена, йода и кислотной емкости крови у ягнят из контрольной группы к концу опыта по сравнению с его началом, что свидетельствует об усиливающемся кислотном стрессе, который предопределяет скрытую форму гипомикроэлемен-тоза. В организме животных начинали накапливаться продукты ПОЛ при одновременном снижении активности антиоксидантных ферментов. Все это вело к истощению системы антиоксидантной защиты клеток, развитию синдрома скрытого гипомикроэлементоза, снижению интегративных функций роста и развития молодых животных.

В 4-месячном возрасте масса ягнят в контрольной отаре составляла 35,9±2,23 кг, в опытной — 44,1±3,11 кг, или на 14,4 % больше. Органы и ткани у ягнят из опытной группы были лучше обеспечены физиологически важными микроэлементами (на 15-36 %), чем у контрольных животных, что согласуется с данными зарубежных авторов, изучавших содержание микроэлементов в органах и тканях у ягнят породы немецкий меринос Landsherp (18, 34, 35). У контрольных 4-месячных ягнят доля мякотной части туши составила 78,6 %, у опытных — 87,0 %, что является функциональной продукционной особенностью эдильбаевских овец и служит генетическим параметром породности и функциональной нормы для эдильбаевских ягнят (33).

Таким образом, обнаруженное низкое содержание йода и селена в основных компонентах экосистем в Нижневолжском регионе при низких значениях гематологических параметров, высоком содержании продуктов перекисного окисления липидов (диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид) и низкой активности антиоксидантных ферментов (каталаза, глутатионпероксидаза) у растущих ягнят эдильбаевской породы в совокупности с результатами балансовых опытов свидетельствуют о наличии скрытой формы комбинированного гипомикроэлементоза животных. Внутримышечное введение препарата Седимина®, содержащего селен и йод, улучшает физиологическое состояние растущих ягнят, нормализует метаболизм и гематологические показатели, стабилизирует работу антиоксидантной системы и обеспечивает достоверное увеличение живой массы на 14,4 % относительно контроля (Р < 0,05).