Обмен веществ и репродуктивная функция в послеродовой период у коров-первотелок при введении им экстракта плаценты

Низкая интенсивность воспроизводства стада — одна из основных проблем современного молочного скотоводства как в России, так и за рубежом (1, 2). Пониженная репродуктивная способность коров молочного направления обусловлена пролонгированным послеродовым анэструсом, дисфункцией яичников, низкой оплодотворяемостью, высокой эмбриональной смертностью, повышением частоты инфекционных заболеваний матки вследствие ослабленного иммунитета и другими нарушениями (1, 3). Как следствие, до 20 % коров в хозяйствах подвергается выбраковке уже в первую лактацию, а межотельный интервал составляет более 400 сут (4, 5).

Установлено, что большинство нарушений у высокопродуктивных

Работа выполнена при финансовой поддержке ФАНО (темы 0600-2014-0014, 0600-2016-0005).

молочных коров связано с состоянием обмена веществ после отела (1, 6, 7). Для поддержания лактации в ранний послеродовой период животным не хватает питательных веществ, поступающих с кормом, что приводит к отрицательному энергетическому балансу, который компенсируется посредством мобилизации собственных ресурсов. В этих условиях вследствие ограниченной обеспеченности организма глюкозой основным источником энергии служат жировые депо (8). Катаболический характер обмена веществ в период ранней лактации приводит к изменению содержания метаболитов и метаболических гормонов в крови, которые влияют на фертильность животных (1, 7, 9). Кроме того, перенаправление основных метаболических потоков на нужды лактации вызывает недостаток энергетических и пластических ресурсов для поддержания других функций, в первую очередь воспроизводительной. В наиболее сложной ситуации оказываются коровы-первотелки, поскольку их рост требует дополнительных ресурсов (10).

Для ускоренного восстановления репродуктивной функции коров после отела широко практикуются гормональные препараты (11, 12). Альтернативным подходом к решению этой проблемы представляется использование биостимуляторов, которые оказывают модулирующее действие на иммунную, метаболическую и эндокринную системы животных (13-15). Такими биостимуляторами могут служить экстракты или тканевые препараты плаценты, которые оказывают лечебное и профилактическое влияние на воспалительные, окислительные и дегенеративные процессы, рассасывание экссудатов и рубцов, эндокринные расстройства, процессы роста (1620). Введение гомологичного экстракта плаценты овцам до и после окота стимулирует развитие молочной железы и увеличивает выход молока (21). Получены данные о снижении количества послеотельных осложнений и акушерско-гинекологических заболеваний у коров после применения препаратов на основе плаценты человека (22, 23). Сотрудниками Всероссийского НИИ животноводства продемонстрировано положительное влияние экстракта плаценты крупного рогатого скота (КРС) на репродуктивное здоровье и репродуктивную функцию коров (24, 25). Установлено, что максимальное сокращение сервис-периода достигается после введения экстракта плаценты животным с более высокой молочной продуктивностью (свыше 5000 кг молока), то есть с более выраженными послеродовыми нарушениями метаболизма. Эти данные позволяют предположить, что компоненты препарата на основе плаценты КРС оказывают нормализующее действие на обмен веществ у коров после отела, что обусловливает модуляцию их последующей репродуктивной способности.

В представленной работе мы впервые исследовали обмен веществ и стероидогенную активность яичников у коров-первотелок, которым вводили экстракт плаценты, в течение транзитного периода и через 2 мес после отела, а также проанализировали их показатели воспроизводства. У подопытных коров были выявлены более высокое содержание холестерина в крови и укороченный сервис-период по сравнению с контрольными животными. Кроме того, наблюдалось выраженное повышение сывороточной концентрации прогестерона через 2 мес после отела, что указывает на более быстрое восстановление полового цикла у коров при введении им экстракта плаценты.

Нашей целью было изучение влияния экстракта плаценты крупного рогатого скота на метаболическую адаптацию и функционирование репродуктивной системы в послеродовой период у коров-первотелок с молочной продуктивностью свыше 6000 кг молока.

Методика. Сырьем для изготовления препарата служил послед, от- делившийся в течение 4-6 ч после отела. Чистую плаценту без видимых патологических изменений тканей отбирали у здоровых коров черно-пестрой голштинской породы 2-4-го отелов, содержащихся в ОАО «Румянцевское» (Нижегородская обл.). Экстракт из плаценты выделяли в соответствии с методикой, описанной ранее (24), с применением модификаций. После микроволнового воздействия на сырье полученный экстракт смешивали с дистиллированной водой (1:3) и кипятили в СВЧ-печи R-2471J («Sharp Cor-poration», Таиланд) в течение 5 мин. После остывания полученную взвесь центрифугировали 20 мин при 1000 g на центрифуге GR 412 («Jouan», Франция), затем супернатант пропускали через бумажный фильтр. Для антибактериальной обработки препарата к полученному фильтрату добавляли 0,5 % спиртовой раствор фенола (в объеме 0,6 % от общего объема жидкости) и фильтровали через стерильный фильтр с размером пор 0,45 мкм.

Цитотоксичность готового экстракта плаценты оценивали на инфантильных самках лабораторных крыс линии Wistar. После подкожной инъекции 0,5 мл экстракта за крысами наблюдали в течение 1 нед.

Влияние экстракта плаценты на обмен веществ и репродуктивную функцию коров-первотелок черно-пестрой породы ( Bos taurus taurus ) исследовали на базе ЗАО ПЗ «Барыбино» (Домодедовский р-н, Московская обл.) в 2015-2016 годах. Животные находились в условиях беспривязного содержания. Рацион кормления соответствовал зоотехническим нормам. Все эксперименты проводили в соответствии с Хельсинской декларацией (World Medical Association Declaration of Helsinki: ethical principles for medical research involving human subjects, 1964-2013) и требованиями надлежащей лабораторной практики (Национальный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р 53434-2009). За 1-2 нед до предполагаемого отела по принципу аналогов были отобраны 19 коров-первотелок, которых разделили на две группы. Животных I группы (контроль, n = 8) обрабатывали физиологическим раствором. Животным II группы (опыт, n = 11) 2-кратно (за 7-14 сут до предполагаемого отела и на дату фактического отела) вводили подкожно в область шеи 20 мл экстракта плаценты.

Кровь брали перед (за 7-14 сут до отела) и после введения экстракта (на 3-и-5-е, 20-25-е и 50-60-е сут после фактического отела) из хвостовой вены с помощью вакуумной системы Apexlab («Hebei Xinle Sci&Tech Co., Ltd», Китай). После получения сыворотки образцы замораживали и хранили при - 20 ° С для последующего определения биохимических показателей и концентрации овариальных стероидных гормонов.

В пробах сыворотки крови измеряли концентрацию общего белка и его фракций, мочевины, билирубина, холестерина, кальция, фосфора, а также активность ферментов аспартатаминотрансферазы (АсАТ, ЕC 2.6.1.1) и аланинаминотрансферазы (АлАТ, ЕC 2.6.1.2) на автоматическом биохимическом анализаторе ChemWell («Awareness Technology», США) с реагентами фирмы «Analyticon Biotechnology AG» (Германия). Методом иммуно-ферментного анализа в сыворотке крови определяли содержание эстра-диола-17 β и прогестерона. Тесты проводили с использованием планшетного спектрофотометра Униплан («Пикон», Россия) и коммерческих наборов реагентов «НВО Иммунотех» (Россия) согласно инструкции фирмы-производителя. Чувствительность метода составляла 30 пмоль/л (эстрадиол-17 β ) и 0,4 нмоль/л (прогестерон). Все анализы выполняли в двух повторностях, коэффициент вариации в анализе не превышал 15 %.

Через 12 мес после отела, проанализировав данные зоотехнического и племенного учета, определяли показатели воспроизводства в обеих группах коров (доля стельных животных, сервис-период, индекс осемене- ния) и удой за 305 сут лактации.

Данные обрабатывали методом однофакторного (one-way ANOVA) и двухфакторного (two-way ANOVA) дисперсионного анализа при помощи программы SigmaStat («Systat Software, Inc.», США). Результаты представлены в виде средних значений ( X ) и стандартной ошибки (SEM). Достоверность различия сравниваемых средних значений оценивали с использованием критерия Тьюки (Tukey’s test).

Результаты . Подкожная инъекция крысам 0,5 мл экстракта плаценты КРС в течение 1 нед не вызывала воспалительного процесса в месте введения. Общее состояние животных было удовлетворительным.

Перед введением экстракта плаценты коровам (за 1-2 нед до отела) биохимические показатели крови и содержание половых стероидных гормонов в сравниваемых группах достоверно не различались.

А

Б

После отела, сут активность аспартатамино-

—

После отела, сут гормональные показатели в у коров-первотелок черно- пестрой породы во время транзитного периода и через 2 мес после отела при введении животным экстракта плаценты крупного рогатого скота: А — содержание общего белка (1) и глобулинов (2), Б — содержание общего холе- стерина, В

До отела, сут

Биохимические и сыворотке крови

А: a, cp < 0,001, b, cp < 0,05 (общий белок); d, fp

трансферазы (АсАТ, 3) и аланинаминотрансферазы (АлАТ, 4), Г — концентрация прогестерона, Д — концентрация эстрадиола-17 β . Вертикальные отрезки — стандартные ошибки средних (SEM). Сплошная линия — I группа (контроль, n = 8), пунктирная линия — II группа (опыт, n = 11).

• < 0,001, ^{e, f}p < 0,01 (глобулины). Б: ^{a, b}p < 0,05,

• ^{b, c}p < 0,01 (общий холестерин); **p < 0,01 (между контрольной и подопытной группами). В: ^{а, b}p < 0,05 (АсАТ); ^{c, e}p < 0,001, ^{с, f}p < 0,001, ^{d, e}p < 0,01; ^{d, f}p < 0,001 (АлАТ). Г: ^{a, b}p < 0,001, ^{a, с}p < 0,01, ^{d, e}p < 0,001 (прогестерон); *p < 0,05, **p < 0,01 (между контрольной и подопытной группами). Д: ^{a, b}p < 0,001, ^{c, d}p < 0,001 (эстрадиол-17 β ) .

Согласно общепризнанному мнению, критически значимым отрезком времени, определяющим здоровье, молочную продуктивность и репродуктивный потенциал высокоудойных коров, служит транзитный период, который охватывает 2-3 нед до отела и 3 нед после него (26). Этот 326

период характеризуется наиболее выраженными изменениями обмена веществ, которые к концу первого триместра лактации постепенно исчезают.

Введение коровам экстракта плаценты модифицировало изменение ряда биохимических показателей в течение транзитного периода. В крови у животных II группы между 7-14-ми сут до отела и 20-25-ми сут после отела было выявлено значительное повышение (p < 0,001) концентрации общего белка (на 24,9 %) и его глобулиновой фракции (на 51,8 %), чего не наблюдалось в контрольной группе (рис., А).

Содержание холестерина в крови у контрольных животных снижалось на 33 % (p < 0,05) к 3-5-м сут после отела и сохранялось таким до 2025-х сут, а затем возрастало (p < 0,01) до предотельного значения к 5060-м сут (см. рис., Б). У получавших препарат животных показатель не изменялся в течение всего периода исследований. При этом в середине и в конце транзитного периода концентрация холестерина в крови у коров в подопытной группе была в 1,5-1,6 раза выше, чем в контрольной (p < 0,01).

На 3-и-5-е сут после отела наблюдалось резкое повышение активности АсАТ в контроле (на 75,2 %, p < 0,05), тогда как в опыте оно было гораздо менее выраженным (см. рис., В). Активность АлАТ в сыворотке крови у коров II группы не изменялась до середины транзитного периода, но повышалась на 68,8 % (p < 0,001) к его концу (см. рис., В). В контрольной группе активность АлАТ в крови возрастала несущественно и постепенно. В то же время мы не выявили влияния экстракта плаценты на концентрацию альбуминов, мочевины, билирубина, кальция и фосфора или на их изменения в послеродовой период.

Введение экстракта плаценты КРС коровам-первотелкам также оказало долговременное действие на их гормональный статус. В обеих группах концентрация прогестерона в крови уменьшалась почти в 20 раз на 3-и-5-е сут после отела и сохранялась невысокой до конца транзитного периода (см. рис., Г). При этом на 20-25-е сут после отела этот показатель у животных из II группы был на 57,7 % ниже (p < 0,05), чем в контроле. Через 50-60 сут после отела содержание прогестерона у подопытных коров резко возрастало (в 26 раз, p < 0,001), что свидетельствовало о начале лютеальной активности яичников. У контрольных животных содержание прогестерона повышалось менее значительно, оставаясь почти в 4 раза ниже, чем у животных II группы (p < 0,01). В то же время концентрация эстра-диола-17 β и характер ее снижения в крови у коров-первотелок в послеродовой период оказались сходными у животных обеих групп (см. рис., Д).

Показатели воспроизводства и молочной продуктивности у коров-первотелок черно-пестрой породы при подкожном введении перед и во время отела экстракта плаценты крупного рогатого скота ( X ±SEM, ЗАО ПЗ «Барыбино», Домодедовский р-н, Московская обл., 2015-2016 годы)

Показатель	Группа
	I, контроль ( n = 8)      1	II, опыт ( n = 11)
Доля стельных животных, %	75,0±15,3	90,9±8,7
Сервис-период, сут	123,5±10,5	95,1±5,8*
Индекс осеменения	1,5±0,3	1,5±0,2
Удой за 305 сут лактации, кг	7209±546	7256±251
П р и м е ч а н и е. Описание групп см. в разделе «Методика». * Различия между контрольной и подопытной группами статистически значимы при p < 0,05.

Введение животным экстракта плаценты приводило к значительному сокращению продолжительности сервис-периода (на 28,4 сут, p < 0,05), а также к некоторому повышению результативности искусственного осеменения (на 15,9 %), но не влияло на индекс осеменения (табл.). Молочная продуктивность за 305 сут лактации в подопытной и контрольной группах была практически одинаковой.

Следовательно, наиболее существенные метаболические изменения, обусловленные введением экстракта плаценты КРС коровам-первотелкам, связаны с липидным обменом, а именно с поддержанием более высокого содержания холестерина в крови в транзитный период. При этом концентрация холестерина оставалась в пределах нормальных значений для этого показателя. Сходная тенденция к повышению содержания холестерина в послеродовой период наблюдалась после введения многотельным коровам красно-пестрой породы препарата из плаценты человека (22). Ранее было показано, что концентрация холестерина в крови у высокоудойных коров в послеотельный период положительно связана с восстановлением половой цикличности и снижением продолжительности сервис-периода (27, 28). Эти данные согласуются с полученными нами результатами.

Как известно, мобилизация жировых депо в период ранней лактации приводит к повышению концентрации в крови свободных жирных кислот, а β -окисление последних — к избытку ацетил-КоА и усилению синтеза кетоновых тел в печени (7, 8). Кетоновые тела, в свою очередь, оказывают негативное влияние на репродуктивную функцию коров (29). Поэтому положительная связь между содержанием холестерина и воспроизводительной способностью коров может быть обусловлена частичным использованием избытка ацетил-КоА на его образование и соответствующим снижением синтеза кетоновых тел. Кроме того, холестерин способен уменьшать скорость метаболического клиренса прогестерона, необходимого для адекватного поддержания стельности (6, 30).

Таким образом, введение коровам-первотелкам экстракта плаценты крупного рогатого скота до и во время отела оказывает модулирующее влияние на обменные процессы (в первую очередь, на липидный обмен) в послеродовой период. Введение экстракта плаценты также вызывает повышение лютеальной активности яичников через 2 мес после отела, что свидетельствует о стимуляции выхода животных из состояния послеродового анэструса. Нормализация метаболического и гормонального статуса коров, очевидно, связана с повышением репродуктивной способности животных и приводит к сокращению последующего сервис-периода.