Опыт регуляции воспроизводительной функции продуктивных животных стимуляторами различной природы

Введение. Животноводство в России продолжает активно развиваться. Особого внимания, по мнению участников рынка, заслуживают интенсивные технологии, которые позволяют, не только увеличивать поголовье, но и получать больше продукции при минимизации издержках. Решить эту задачу возможно во-первых, преодолев конфликт между высокой продуктивностью и репродуктивными качествами самок сельскохозяйственных животных и во-вторых, снизив гормональный прессинг на животных. В последние годы все чаще поднимается вопрос о безопасности животных продуктов для здоровья человека и традиционные гормональные воздействия на репродуктивную функцию отходят на задний план, избыток гормонов аккумулируется в молоке и мясе и требует значительных финансовых издержек. Решение этих проблем вызывает необходимость поиска новых путей для безопасного регулирования воспроизводительной способности сельскохозяйственных животных. Научные разработки последних лет в области репродуктивной биологии отражают значительный прогресс в этом направлении [1,9,10]. Как известно, функционирование половой системы маточного поголовья животных находится под строгим контролем гормонов, секреция которых регулируется по принципу отрицательной и положительной обратной связи со стороны гипоталамо-гипофизарно-гонадальной системы [3,4,5].

Научные исследования, связанные с изучением влияния витаминных, гормональных и антиоксидантных препаратов в качестве стимуляторов репродуктивных возможностей показали, что их действие на организм является опосредованным не только в механизмах выработки половых стероидов, но и в других факторах - регуляторах половой системы. Эти открытия дают научное обоснование повышенного интереса к изучению возможности стимулирования репродуктивной функции средствами профилактирующими отрицательные последствия технологического стресса, опосредованно корректирующими механизмы регуляции репродуктивной функции. Одним из широко распространенных средств, используемых в качестве стимулятора воспроизводительной функции, являются зародышевые хлопья из зерен злаковых культур, за счет входящих в их состав биологически активных комплексов, позволяющих активизировать антиоксидантную систему организма. В первую очередь активно влияют на различные физиологические процессы: способствуют детоксикации организма; увеличивают неспецифическую резистентность организма к неблагоприятным внешним факторам; улучшают функции отдельных органов и систем, в том числе и репродуктивной; улучшают состояние здоровья и увеличивают продолжительность жизни. [2,11] Значение витаминов для нормального функционирования репродуктивной системы доказано, бесспорно. Учитывая важность вышеописанного выдвинута гипотеза о том, что биологически активный комплекс, включающий зародыши ячменя, содержащий повышенное количество витаминов, микроэлементов и антиоксидант мексидол, будет способствовать повышению результативности воспроизводства стада маточного поголовья продуктивных животных. Механизм действия витамина С, Е, микро- и макроэлементов (Se, Zn, Mn, Mg, Ca, Fe), которые являются составной частью энзимов, не только регулирующих процессы синтеза, но и защищающих от оксидативного стресса клетки половой системы. Механизм действия мексидола, связан с его способностью препятствовать окислению витаминов и пролонгировать их действие, обеспечивать защиту ферментов и гормонов животных организмов. Мексидол производится фармацевтической промышленностью и используется для криоконсервации семени животных [4,5,6,7].

Цель исследований - изучить возможность использования комплекса биологически активных веществ в коррекции репродуктивной системы продуктивных животных.

Условия, материалы и методы . Объектом исследований являлись свиноматки крупной белой породы и коровы голштинской породы.

В первом опыте свиноматок крупной белой породы были разделены на три опытные группы. Первая контрольная группа животных получала рацион с зерном, в количествах адекватных нормам кормления. Вторая опытная группа в рацион включали зародыши ячменя - ВЗК (витаминный зародышевый концентрат), без мексидола. В рацион свиноматок третьей опытной группы вводился ВЗК ячменя в количестве 0,1 кг на каждые 100 кг живой массы животных, который скармливался с водным раствором мексидола из расчета 0,1 мл раствора с концентрацией 10-6 моль вещества на каждые 100 кг живой массы животных. Опыты проводились в течение 40 дней подсоса свиноматок.

Липоевую кислоту вносили в витаминно-зерновой концентрат (ВЗК) в виде раствора в рацион свиноматкам. Опыт включал две опытные группы животных: контрольную и опытную. Животные контрольной группы получали адекватный хозяйственный рацион, а опытные свиноматки получали кроме того, ежедневно водный раствор липоевой кислоты вместе с ВЗК в течение 30 дней после опороса. ВЗК скармливали животным сразу после приготовления из расчета 100 г дерти и 0,075 г действующего вещества липоевой кислоты в виде раствора на каждые 100 кг массы тела животных.

В опыте на коровах изучали возможность повышения оплодотворяемости с помощью а - адреноблокатора пирроксана (6-[р - (3-фенилпирролидил - 1) - пропионил] - бензодиоксана-1,4 гидрохлорид). В настоящее время пирроксан применяется для лечения и профилактики различных заболеваний, в основе которых лежит патологическое повышение симпатического тонуса. Для выяснения оптимальной дозы пирроксана было сформировано 6 групп коров. Животные первой группы служили контролем, остальных – получали пирроксан с кормом ежедневно, начиная от отела до прихода в охоту в следующих дозах, мг\100 кг живой массы тела: 1, 5, 10, 15, 20.

Изучалось влияние в - адреноблокатора анаприлина на репродуктивную функцию коров. Были сформированы 6 групп из коров-аналогов. Анаприлин давали коровам с кормом ежедневно в период от отела до прихода в охоту в следующих дозах: 1;1,5; 2; 2,5; 3 мг/100 кг массы тела. Исследовали содержание половых гормонов в крови коров после тяжелых отелов при использовании анаприлина.

Дополнительно к известному препарату, включающему зерновой концентрат и мексидол (ВЗКА), вводилась трава пастушьей сумки. Высушенную траву пастушьей сумки смешивают с ВЗКА и скармливали коровам в период от отела до прихода в охоту в пропорциональном массе тела количеству. Для выяснения оптимальной дозы пастушьей сумки сформировали шесть групп коров. Коровы первой группы служили контролем, а коровы 2-6 групп получали ВЗКА из расчета 0,1 кг/ 100 кг массы и следующее количество пастушьей сумки: 0,25; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 г /100 кг массы тела. Изучали репродуктивные качества свиноматок: скорость прихода свиноматок в охоту, оплодотворяемость, многоплодие, крупноплодность и молочность свиноматок. У крупного рогатого скота: продолжительность сервис- периода, оплодотворяеомсть, стельность.

Полученные данные обрабатывали методом вариационной статистики с вычислением критерия достоверности по Стьюденту с использованием Microsoft Office Excel, 2010, SPSS18.

Результаты и обсуждение. Согласно нашей гипотезе, биологически активные компоненты включенные в рацион могут влиять на обменные процессы в половых железах самок животных (усиление обмена веществ, повышение антиоксидантного статуса), что в свою очередь приводит к изменению качества и количества яйцеклеток, их способности к оплодотворению (рис. 1).

Использование ВЗК и мексидола в опытах на свиноматках позволило значительно улучшить показатели воспроизводства свиноматок и показатели развития их потомства (табл.1). Так, применение нового препарата позволило сократить время прихода в охоту свиноматок на 2,3 дня и сократить длительность сервис - периода на 4,3 дня относительно контрольных животных. Свиноматки, получавшие ВЗК ячменя и мексидол, имели на 66,6 % лучшую оплодотворяемость от первого осеменения, масса гнезда поросят при отъеме у этих свиноматок была на 48 кг больше, а выживаемость поросят на 11,3% больше, чем у поросят от контрольных свиноматок.

Таблица 1 – Влияние ВЗК и мексидола на продуктивные качества свиноматок, М±m

Показатели	Группы опыта
	1(к)	2	3
1	2	3	4
Особенности рациона	Зерно	ВЗК	ВЗК+мексидол
Количество животных, гол.	10	10	10

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4
Время прихода в охоту, дн.	6,3 ± 1,23	6,0 ± 0,91	4,0 ± 1,24*
Длительность  сервис  - периода, дн.	9,3 ± 0,44	7,8 ± 0,25	5,0 ± 0,20**
Оплодотворяемость от 1-го осеменения, %	33,3 ± 3,25	66,7 ± 4,72**	100 ± 4,42***
Оплодотворяемость    от повторного осеменения, %	66,7	33,3	-
Масса гнезда поросят при отъеме, кг	112 ± 5,6	110 ± 1,7	160 ± 2,3**
Выживаемость поросят, %	85 ± 0,9	88,6 ± 1,3	96,3 ± 1,0*

Различия статистически достоверны по сравнению с контролем:

*Р < 0,05; **Р < 0,01 ;***Р < 0,001

Рисунок 1 – Стимуляция репродуктивной функции маточного поголовья сельскохозяйственных животных

В следующем опыте была изучена возможность стимуляции репродуктивной функции свиноматок средствами природного происхождения с липоевой кислотой. Добавка липоевой кислоты к ячменному ВЗК способствует усилению биологической функции витаминов, ферментов и стабилизация энергетического обмена. В ходе исследований наблюдались изменения скорости прихода свиноматок в охоту после опороса, оплодотворяемости от первого осеменения, многоплодия, крупноплодности и молочности свиноматок (рис.2). Скорость прихода в охоту свиноматок первой контрольной группы составили 17,4 дня. Средняя скорость прихода в охоту свиноматок второй опытной группы сократилась на 2,2 дня при достоверных отличиях относительно контрольных животных. Оплодотворяемость животных опыта от первого осеменения находилась в такой же зависимости. Так, все свиноматки второй опытной группы оплодотворились плодотворно при первом осеменении в отличие от животных первой контрольной группы.

Следовательно, добавка ячменного ВЗК и липоевой кислоты к основному рациону положительно повлияла на восстановительные процессы в половых органах свиноматок и как следствие позволила получить более высокий результат по оплодотворяемости. Многоплодие опытных животных второй группы было достоверно больше на 1,5 головы, относительно контрольных животных. Такая же зависимость наблюдалась при изучении крупноплодности и молочности опытных животных. Поросята полученные от свиноматок второй опытной группы отличались более высокой массой при рождении. Изучение условной молочности показало, что у свиноматок второй опытной группы этот показатель был достоверно больше на 5,3 кг, относительно контрольных животных, что свидетельствует о большей энергии роста поросят полученных от свиноматок опытной группы.

Продуктивность свиноматок

осеменения,% контроль     ВЗК +липоевая кислота

Рисунок 2 - Показатели продуктивности свиноматок получавших ВЗК и липовую кислот

Дисфункция, связанная с патологией какого либо органа или системы органов животного организма создает стрессовую ситуацию. Стимулирующий эффект антиоксидантов в стрессированном организме, связан кроме всего прочего, по видимому с разблокированием гонадотропной функции гипофиза. Отсюда, с определенной долей уверенности можно предположить, что эффектом, стимулирующим репродукцию животных, будут обладать средства способные снизить отрицательные последствия стресса. Известно, что гормоны стресса (катехоламины) - антагонисты половых гормонов, отсюда предпосылкой для проведения исследований служила гипотеза: препараты -адреноблокаторы снижая отрицательные последствия стресса, по-видимому могут оказывать стимулирующий эффект на репродуктивную функцию животных [9].

Для выявления преимуществ пирроксана по сравнению с прототипом сформировали три группы коров. Животные первой группы служили контролем, а второй и третьей вводили, соответственно, СК-5 -препарат класса 3- оксипиридинов (стимулятор репродуктивной функции, АС СССР № 1813443) и пирроксан ежедневно, начиная со дня отела и заканчивая приходом коров в охоту. Пирроксан давали с кормом в дозе 10 мг/100 кг массы тела, а СК-5 вводили внутримышечно в дозе 0,4 мг/ 100 кг массы тела.

Установлено, что наибольшая оплодотворяемость коров от первого осеменения была в группе, животные которой получали пирроксан в дозе 10 мг/ 100 кг массы тела (рис. 3). Эффективность препарата проявляется в пределах от 5 до 15 мг/100 кг массы тела.

стельные, %

■ 1 мг на 100 кг массы тела ■ 5мг на 100 кг массы тела

■ без пирроксана

■ 10 мг на 100 кг массы тела ■ 15 мг на 100 кг массы тела ■ 20 мг на 100 кг массы тела

Рисунок 3 – Оплодотворяемость коров при использовании разных доз пирроксана

Выявлено, что пирроксан обеспечивает повышение оплодотворяемости, как по сравнению с контролем, так и по сравнению с прототипом. Этот показатель в третьей группе был в 1,4 раза выше, а во второй в 1,2 раза выше относительно контроля (рис. 4).

стельные , %

Рисунок 4 – Оплодотворяемость коров при использовании пирроксана и СК-5

Далее из коров, имеющих тяжелые отелы, сформировали три группы. Животные первой группы служили контролем, второй – обрабатывались СК-5, а третьей – получали пирроксан. Обработку коров опытных групп начинали сразу после отела и проводили ежедневно до проявления охоты. СК-5 вводили внутримышечно в дозе 0,4 мг / 100 кг массы тела, а пирроксан вводили с кормом в дозе 10 мг\ 100 кг массы тела. После выявления охоты у коров брали кровь для определения содержания половых гормонов.

Установлено, что пирроксан существенно повышает оплодотворяемость коров после тяжелых отелов, а механизм позитивного действия пирроксана показан в изменении содержания эстрадиола и прогестерона, наиболее оптимальным для реализации репродуктивной функции (табл. 2).

Таблица 2 - Оплодотворяемость и содержание половых гормонов в крови коров после тяжелых отелов при использовании пирроксана и СК-5, M ± m

Показатели	Группы опыта
	1	2	3
Препарат	контроль	СК-5	Пирроксан
Количество коров, голов	17	16	18
Стали стельными, %	35,3 ± 11,6	50,0 ± 12,5	55,6 ± 11,7
Содержание гормонов в плазме крови:
Прогестерон, нг\мл.	0,72 ± 0,11	0,81 ± 0,14	0,89 ± 0,07
Эстрадиол, нг\мл.	49,31 ± 7,09	32,42 ± 5,54	27,73 ± 6,42*

*- Р <  0,05

Эффективность пирроксана связана с тем, что он блокирует негативное действие катехоламинов, которые являются антагонистами половых гормонов и стимулируют сократительную функцию матки, ускоряя инволюцию репродуктивных органов после отела, что оказывает благотворное влияние на работу системы гипоталамус-гипофиз-яичник. Положительным результатом этого является нормализация секреторной функции яичника и, как следствие, повышение оплодотворяемости коров.

В настоящее время анаприлин применяется в медицине как в -адреноблокато ((+)-1 -изопропиламино-3-(1-нафтокси)-2-пропанола гидрохлорида), для ослабления влияния симпатической импульсации на в -адренорецепторы сердца, анаприлин блокирует хроно- и инотропный эффект катенхоламинов - антагонистов половых гормонов.

Результаты опыта с анаприлином показали, что, начиная с дозы 1,5 мг/ 100 кг массы тела, препарат сокращает продолжительность сервис периода. Оптимальной дозой является 2 мг/100 кг массы тела с пределами от 1,5 до 2,5 мг/ 100 кг массы тела (рис. 5).

Далее, для выяснения преимущества анаприлина по сравнению с известным СК-5 было сформировано 3 группы коров с нормальным течением родового и послеродового периодов. Первая группа была контрольной, второй вводили анаприлин с кормом ежедневно в дозе 2 мг/ 100 кг массы тела, а третьей группе вводили СК-5 внутримышечно в дозе 0,4 мг/ 100 кг массы тела, в период от отела до прихода в охоту. Из результатов (рис. 6) видно, что анаприлин снижает сервис период как по сравнению с контролем, так и по сравнению с СК-5.

■ без Анаприлина сервис- период, дней

■ 1 мг на 100 кг массы тела ■ 1,5мг на 100 кг массы тела

■ 2,0 мг на 100 кг массы тела ■ 2,5 мг на 100 кг массы тела ■ 3,0 мг на 100 кг массы тела

Рисунок 5 – Продолжительность сервис периода у коров при использовании разных доз анаприлина

В следующем опыте, из коров, имеющих тяжелые отелы, сформировали 3 группы. Препараты вводили по вышеописанному способу. Для выяснения механизма действия анаприлина у всех животных брали кровь на 2-3 день после окончания охоты.

77,7

69,7

60,3

серви- период, дней

■ Контроль ■ СК-5   ■ Анаприлин

Рисунок 6 – Продолжительность сервис периода у коров с нормальным течением родового и послеродового периодов обработанных анаприлином и СК-5

Результаты опыта представлены в таблице 8. Использование анаприлина позволяет сократить сервис-период у коров по сравнению с контролем на 29,4%, по сравнению с СК-5 – на 8,8%. При этом отмечается существенное увеличение содержания прогестерона и снижение эстрадиола в крови коров опытной группы в лютеиновую фазу. Это совпадает с увеличением содержания тироксина и трийодтиронина (табл. 3).

Полученные данные свидетельствуют, что анаприлин улучшает гонадо -и тиреотропную функцию гипофиза, а также секреторную деятельность яичника и щитовидной железы

Существенное сокращение сервис периода и позитивное изменение содержания гормонов в крови коров, обработанных анаприлином, доказывает эффективность его применения для стимуляции репродуктивной функции животных. Эффективность анаприлина, обусловлена способностью, повышать функциональную активность яичника и щитовидной железы.

Таблица 3 – Содержание половых гормонов в крови коров после тяжелых отелов при использовании анаприлина и СК-5, M ± m

Группа	Препарат	Количество коров, голов	Содержание гормонов в плазме крови
			Прогестерон, нг/мл.	Эстрадиол, нг/мл.	Тироксин, Мкг/100мл	Трийод-тиронин, нг/мл.
1	Контроль	17	0,64 ± 0,05	53,33 ± 6,11	3,21 ± 0,24	0,39 ± 0,11
2	СК-5	16	0,78 ± 0,09	31,05 ± 5,89*	3,91 ± 0,11	0,67 ± 0,09
3	Анаприлин	18	0,83 ± 0,06 *	34,05 ± 4,17 *	4,05 ± 0,14 **	0,69 ± 0,11

*- Р <  0,05;**- Р <  0,01

В опытах с α и β - адреноблокаторами установлено, что представители этой группы – пирроксан и анаприлин, являются эффективными стимуляторами репродуктивной функции коров. Положительное действие этих препаратов связано со способностью ослабления антагонизма адреналина и половых гормонов и ускорения инволюцию половых органов самок после родов за счет активации процесса сокращения матки при блокировании α и β рецепторов

Синтетические вещества, применяемые для стимуляции репродуктивной функции животных, обладая высокой эффективностью, решают узкий аспект задач. Наибольшим эффектом обладают антиоксиданты, витамины и стимуляторы сократительной функции матки. Важным направлением, позволяющим решать широкий круг вопросов простоты использования, доступности, повторяемости в производственных условиях, является разработка препаратов на основе природных ингредиентов обладающих комплексным стимулирующим эффектом. Природные препараты наиболее применяемы в практике, отличаются высокой биогенностью и экономичностью [1].

В опытах на свиньях нами был применен стимулятор репродуктивной функции, включающий зародыши ячменя и антиоксидант мексидол, которые позволили повысить оплодотворяемость животных. Аналогичные исследования были проведены на коровах, однако установлено, что этот стимулятор имеет недостатки: недостаточно высокие показатели оплодотворяемости животных с разной тяжестью родов, отсутствие стимулирующих сократительную функцию матки ингредиентов. Ранее было установлено, что использование травы пастушьей сумки позволяет активизировать мышечные ткани, витаминнозерновой концентрат (ВЗК) зародышей злаковых содержит большое количество биологически активных веществ, а мексидол способен защищать витамины и гормоны от разрушения. Предположительно, препарат, включающий все три составляющих, позволит повысить результативность воспроизводства стада.

В опытах, дополнительно к известному препарату, включающему зерновой концентрат и мексидол (ВЗКА), вводилась трава пастушьей сумки, содержащую холин, ацетилхолин, тиамин, органические кислоты, сапонины и другие вещества, вызывающие сократительное действие мускулы матки. Механизм положительного действия пастушьей сумки, связан со способностью ускорять инволюцию половой системы после родов посредством активации сократительной мускулатуры матки.

Установлено, что оптимальной дозой пастушьей сумки является 1,0 г /

100 кг массы тела с пределами от 0,5 до 1,5 г/100 кг массы тела (рис. 7).

■ 0,50мг на 100 кг массы тела ■ 1,0 мг на 100 кг массы тела

■ 1,5 мг на 100 кг массы тела ■ 2,0 мг на 100 кг массы тела

Рисунок 7 – Оплодотворяемость коров, получавших разные дозы пастушьей сумки

Таким образом, оптимальным составом стимулятора оплодотворяемости является следующий, г/100 кг. массы тела: злаковых 100, мексидола 0,0003, травы пастушьей сумки 1.

Для выяснения преимуществ нового препарата перед ВЗКА сформировали три группы коров с нормальным течением родового и послеродового периодов. Коровам второй группы давали ВЗКА в дозе 100 г/ 100 кг. массы тела, третьей – новый стимулятор, а животные первой группы служили контролем. Выявили увеличение оплодотворяемости по сравнению с контролем и ВЗКА в результате применения нового препарата (рис.8).

53,2

оплодотворяемость, %

■ Контроль ■ ВЗКА ■ ВЗКА+пастушья сумка

Рисунок 8 – Оплодотворяемость коров с нормальными отелами получавших ВЗКА и пастушью сумку

В интересах выявления механизма позитивного действия препарата сформировали три группы из коров с тяжелыми отелами. Коровы первой группы служили контролем, второй – получали ВЗКА, а третьей – новый препарат. В результате установлено существенное увеличение оплодотворяемости коров, получавших новый препарат (рис.9).

■ Контроль ■ ВЗКА ■ ВЗКА+пастушья сумка

Рисунок 9 – Оплодотворяемость коров с тяжелыми отелами получавших ВЗКА и пастушью сумку

Следовательно, эффективность препарата, обусловленная введением травы пастушьей сумки, связана с ускорением инволюции репродуктивной системы коров после отела. Особенно это выражено у коров, имеющих тяжелые отелы.

Выводы Представленные результаты исследований показывают, что использование ВЗК из зерновых, мексидола, липоевой кислоты, пирроксана, СК-5, анаприлина и травы пастушьей сумки благотворно влияет на репродуктивные качества коров и свиноматок. Механизм воздействия активных компонентов рационов на половые железы, вероятно, связан с изменением структуры, активности клеточных структур (рис.10).

Предлагаемые   способы   существенно   облегчат   стимуляцию репродуктивных функций животных на производстве за счет простоты приготовления ВЗК, доступности сырья для его изготовления и использования недорогих препаратов.