Ростовые гормоны и их взаимосвязь с параметрами эритрограммы в организме телочек

Для оценки физиологического статуса животных широко используются исследования крови, среди которых особое место занимает клинический анализ, включающий сведения о состоянии иммунной системы, системе гемостаза и кислородтранспортной функции эритроцитов [8].

Частью клинического анализа крови является информация о количестве эритроцитов, их размере, диаметре и насыщенности гемоглобином. По данным [7] в состоянии «условной физиологической нормы» гомеостатические механизмы поддерживают определенные соотношения между эритроцитами, гемоглобином и гематокритом в крови взрослого животного организма, которые назвали «правило трех». Так количество гемоглобина должно в 3 раза превышать число эритроцитов, а значение гематокрита должно быть в 3 раза больше, чем концентрация гемоглобина в г %. Однако в растущем организме данное правило не соблюдается из-за отсутствия пропорциональности между функциональной зрелостью и пролиферативной активностью органов кроветворения, а также в результате его адаптации к существующим условиям окружающей среды [3]. Это определяет повышенный интерес к вопросам возрастной физиологии, изучающей особенности становления и формирования функций физиологических систем в организме сельскохозяйственных животных с учетом их породы, пола, периоды выращивания.

Рост организма животных, формирования мышечной и костной тканей, клеточная пролиферация и дифференциация, анаболическая направленность обмен веществ и энергии регулируются, в первую очередь, плейтропными гормонами: гормоном роста (ГР, СТГ) и инсулиноподобным фактором роста – 1 (ИФР-1) [5]. При этом секреция гормонов с возрастом снижается, так как объем ростовых процессов уменьшается.

Установлено, что процессы роста сопряжены с обменом железа. При этом гормоны оси ГР/ИФР-1 контролируют несколько механизмов в обмене металла. Например, ген, отвечающий за синтез гемопексина, – белка, с помощью которого депонируется железо, индуцируется гормоном роста [14]; белок IGFBP-3, транспортирующий в крови ИФР-1 и определяющий время его полужизни, способен связываться с трансферрином [15]. Поэтому ИФР-1 обладает эритропоэтическим эффектом, влияя на пролиферацию и дифференциацию эритроцитов, синтез протопорфирина, а концентрация гормона роста в крови определяет уровень ферритина и трансферрина [12].

Имеются исследования, в которых показано, что в мембранах эритроцитов и их предшественников имеются рецепторы к ГР и ИФР-1, определяя способность данных гормонов влиять на гомеостаз эритроцитов и эритропоэз. При этом гормон роста реализует свои эффекты через ИФР-1. Кроме этого, существует связь между гемоглобином/гематокритом и ГР/ИФР-1 [13].

Основываясь на выше сказанном, мы предположили, что в организме телочек в молочно-растительный период выращивания ростовые гормоны (ГР, ИФР-1) регулируют гомеостаз эритроцитов в кровеносном русле, оцениваемый по величине основных и расчетных параметров, определяемых при помощи гематологического анализатора.

Материал и методы исследований. Работа выполнена в условиях СПК «Коелгинское» им. Шундеева И.Н. (Челябинская обл.) в 2019-2021 гг. на телочках голштинизированной чернопестрой породы в молочный период выращивания. Животные до 3-месячного возраста содержались индивидуально, а затем группами по 10 голов [2]. Молоко и ЗЦМ использовались в рационе животных только до 3-месяцев, а далее они переводились на растительный рацион кормления. При составлении рациона кормления в хозяйстве руководствовались нормами ВИЖа [1].

Опытная группа (n=10) сформирована по принципу приближенных аналогов. Телочек включали в её состав после клинического обследования, которое проводили в дальнейшем при каждом взятии крови [2].

Для лабораторных исследований использовали цельную кровь и сыворотку крови. Взятие крови проводили в 1-, 3- и 6-месячном возрасте телочек утром до кормления [2]. Стабилизированная кровь использовалась для определения эритроцитарных показателей на гематологическом анализаторе Mindray BC-5150 (Китай). В сыворотке крови, полученной общепринятым методом, определяли ростовые гормон (гормон роста, инсулиноподобный фактор роста I типа) иммуноферментным методом. Анализ выполнен с использованием готовых наборов реактивов «DBC Growth Hormone ELISA» (Канада), «IGF-I-ELISA» (Германия) в соответствии с рекомендациями изготовителя наборов [2].

Статистическая обработка данных предусматривала определение средней величины (X) и её стандартной ошибки (Sx), размаха вариации параметра в интервале Min-Max, коэффициента вариации (Cv) и стандартного отклонения (SD). Для определения взаимосвязи между признаками установлены коэффициенты корреляции по Спирмену. Результаты считали достоверными при Р<0,05.

Результат исследований.

Количество эритроцитов, циркулирующих в крови, отражает соотношение между процессами эритропоэза, в ходе которого гемопоэтические стволовые клетки пролиферируют и дифференцируются до зрелых форм, и элиминации клеток в результате их старения [3]. В растущем организме эти процессы согласуются с ходом формирования функциональной «зрелости» органов эритропоэза и печени.

Эритроциты – это ключевой параметр эритрограммы крови. Их количество в крови телочек в молочнорастительный период выращивания планомерно возрастало с 5,02±0,23 до 6,03±0,07 1012/л. При этом уменьшался размах вариации признака, коэффициент вариации и величина стандартного отклонения, свидетельствуя о достижении физиологического баланса между регулирующими гомеостаз эритроцитов механизмами (Таблица 1).

C количеством эритроцитов в крови телочек связан, во-первых, уровень гематокрита, отражающий объемную доли красных клеток в кровотоке. Величина Ht в исследуемый период возрастала с 35,70±0,70 до 39,00±0,69 %. Во-вторых, концентрация гемоглобина взаимосвязана с количеством эритроцитов, так как дыхательный пигмент в крови концентрируется в цитоплазмы красных клеток. Уровень Hb тоже с возрастом увеличивался в 1,48 раза. Статистические характеристики Ht и Hb имели аналогичную эритроцитам тенденцию изменений (Таблица 1). При этом «правило трех» между основными параметрами эритрограммы соблюдалось только у гематокрита и гемоглобина.

О деформируемости эритроцитов в кровеносном русле под воздействием эндо-и экзогенных факторов можно судить по величине «средний объем эритроцита» (MCV) [11]. С одной стороны, данный параметр характеризует «емкостные»

возможности красной клетки, с другой стороны, способность изменять форму и размер, что необходимо для выполнения газообменных функций в капиллярном русле.

Таблица 1 – Эритроцитарные параметры и их статистические характеристики у телочек опытной группы

Показатель	1 мес (n=10)			3 мес (n=10)			6 мес (n=10)
	X±Sx	Cv,%	SD	X±Sx	Cv,%	SD	X±Sx	Cv,%	SD
Эритроциты (RBC), 1012 /л	5,02±0,23 (4,00-6,20)	11,56	0,58	5,81±0,06* (5,64-6,06)	3,12	0,19	6,03±0,07* (5,82-6,30)	2,45	0,14
Гематокрит (Ht), %	35,70±0,70 (33-38)	4,95	1,77	37,00±0,63 (35-39)	4,34	1,72	39,00±0,69* (37-42)	4,22	1,58
Гемоглобин (Hb), г/л	85,00±1,10 (81-90)	3,23	2,75	96,73±0,98 (94-101)	2,53	2,63	126,00±1,06 (117-129)	2,18	2,45
Средний объем RBC (MCV), fl	71,12±0,38 (61,97-79,25)	13,39	4,96	64,68±0,40* (57,90-67,80)	4,94	3,24	64,67±0,12* (60,30-68,40)	3,80	2,42
Распределение RBC по объему (RDW-SD), fl	27,13±0,74 (23,40-29,70)	6,76	3,36	26,26±0,52 (24,40-28,70)	6,32	2,75	25,49±0,47 (23,40-27,70)	5,85	2,22
Распределение RBC по объему (RDW-CV), %	15,32±0,32 (13,10-16,30)	6,55	1,01	14,92±0,28 (13,10-16,10)	6,00	0,80	14,87±0,25 (13,10-15,50)	5,34	0,63
Средний уровень Hb в одном RBC (MCH), pg	16,93±0,81 (13,71-21,25)	11,76	2,01	16,65±0,26 (15,67-17,67)	4,91	0,67	20,89±0,25* (19,80-22,06)	2,26	0,60
Среднее содержание Hb в RBC (MCHC), г/л	23,80±0,13 (23,00-24,80)	27,3	0,70	26,10±0,04* (24,40-27,30)	3,75	0,97	32,30±0,08* (28,30-32,40)	3,74	1,14

Примечание: * – Р < 0,05 к возрасту 1 мес

Средний объем эритроцита в кровотоке телочек в молочнорастительный период выращивания уменьшался на 9,07 %, сопровождаясь сужением интервала разброса величин MinMax в статистической выборке параметра, снижением коэффициента вариации и величины стандартного отклонения. Следовательно, в организме животных эритроциты в циркуляторном русле становились более однородными по объему с увеличением возраста животных. Этот вывод подтверждался возрастной динамикой величин, характеризующих распределение эритроцитов по объему (показатель анизоцитоза), выраженных и в флаконах, и в процентах.

Средний уровень гемоглобина в эритроците (МСН), величина которого отражает насыщенность эритроцитов гемоглобином, в эритрограмме телочек в исследуемый возрастной период возрастала в 1,25 раза, свидетельствуя об увеличении количества гемоглобина в эритроците среднего объема. Это инициировало повышение плотности упаковки хромопротеида в эритроците (МСНС) в 1,36 раза, так как средний объем красных клеток уменьшался.

Таким образом, в молочнорастительный период выращивания телочек рост организма сопровождался изменением параметров крови, сопряженных с кислородтранспортной функцией. При этом изменялась величина как основных, так и расчетных показателей.

Ранее отмечалось, что процессы роста и развития в организме животных, в первую очередь, контролируются гормонами соматотропной оси, определяющих выраженность анаболической направленности обменных процессов. Среди них наиболее значимы гормон роста и инсулиноподобный фактор роста типа 1 [2].

■ Гормон роста, нг/мл    ИФР-1, нг/мл

Рисунок 1 – Гормоны соматотропной оси в зависимости от возраста телочек

Возрастная вариабельность концентраций гормонов в крови телочек обусловливалась биологическими взаимоотношениями в паре гормон роста – ИФР-1, определяя уменьшение уровня гормона роста (на 46,34 %) и значительное повышение количества (более 23 раз) инсулиноподобного фактора роста типа 1 (Рисунок 1).

Формирование анаболической направленности обмена веществ возможно только в условиях достаточного обеспечения метаболических процессов кислородом при высокой эффективности антиоксидантных систем [4]. Поэтому гормоны соматотропной оси, регулируя направленность обменных процессов, контролируют и становление функциональной активности органов кроветворения, и поддержание гомеостаза эритроцитов в организме животных. Для проверки данной гипотезы, мы определили взаимосвязь между параметрами эритрограммы и ростовыми гормонами с помощью коэффициентов корреляции по Спирмену (Таблица 2).

Таблица 2 – Корреляционные связи ростовых гормонов с параметрами эритрограммы у телочек в молочно-растительный период выращивания

Показатель	Гормон роста			ИФР-1
	возраст телочек, мес
	1	3	6	1	3	6
RBC	-0,47±0,33	-0,04±0,35	-0,02±0,35	0,53±0,31*	0,59±0,29*	0,50±0,31*
Ht	-0,26±0,34	-0,04±0,35	-0,09±0,35	0,29±0,35	0,13±0,35	0,10±0,35
Hb	-0,13±0,35	-0,41±0,33	-0,25±0,35	0,71±0,25*	0,67±0,25*	0,72±0,24*
MCV	0,42±0,32	0,37±0,29	0,23±0,33	-0,45±0,35	-0,33±0,33	-0,11±0,35
MCH	-0,45±0,33	-0,19±0,35	-0,15±0,35	0,61±0,27*	0,59±0,30*	0,57±0,29*
MCHC	-0,37±0,33	-0,44±0,32	-0,08±0,35	0,44±0,32	0,42±0,32	0,06±0,35
RDW-SD	0,35±0,33	0,40±0,33	0,17±0,35	-0,20±0,35	-0,42±0,32	-0,06±0,35
RDW-CV	0,44±0,32	0,41±0,34	0,39±0,32	-0,26±0,34	-0,16±0,35	-0,18±0,35

Примечание: * – выделены достоверные (P<0,05) и близкие к ним значения

Анализ значений коэффициентов корреляции показал, что гормон роста не имел ни одной статистически значимой связи с показателями эритрограммы в организме телочек, что подтверждало ранее выявленные факты о том, что он реализует своb биологические эффекты в животном организме через посредника, в роли которого выступает ИФР-1.

Концентрация инсулиноподобного фактора роста – 1 статистически значимо коррелировала с уровнем гемоглобина (r= 0,67±0,25 - 0,72±0,24), отражая его влияние на процессы синтеза гемоглобина и включения в состав эритроцитов. Кроме этого, выявлены близкие к достоверным, связи в парах ИФР-1 ‒ RBC (r= 0,53±0,31 -0,59±0,29) и ИФР-1 ‒ МСН (r= 0,57±0,29 -0,61±0,27), характеризуя влияние ростового фактора на гемопоэз [6], пути дифференцировки гемопоэтических клеток [9]. К аналогичным выводам в своих исследованиях пришли [10], отмечая способность гормонов оси гормон роста/ИФР регулировать гематопоэз с целью поддержания концентрации гемоглобина.

Заключение. В крови телочек голштинизированной черно-пестрой породы в молочно-растительный период выращивания увеличивается количество эритроцитов с 5,02±0,23 до 6,03±0,07 1012/л, гематокрита с 35,70±0,70 до 39,00±0,69 % и гемоглобина с 85,00±1,10 до с 126,00± 1,06 г/л. Это сопровождается уменьшением среднего объема эритроцитов на 9,07 % в условиях повышения однородности клеток в популяции эритроцитов кровеносного русла, так как показатель анизоцитоза, выраженный и в флаконах, и в процентах снижается на 6,04 и 2,93 %. Средний уровень гемоглобина в эритроците, эквивалентный их насыщенности гемоглобином, увеличивается на 25,00 %, что приводит к более плотной «упаковке» белка в красной клетке (МСНО возрастает на 35,71 %). Уровень гормона роста в крови телочек снижается на 46,34 %, а инсулиноподобного фактора роста типа 1, наоборот, увеличивается более, чем в 23 раза, отражая особенности биологических взаимоотношений в паре гормон роста – ИФР-1. При этом гормон роста прямо не влияет на изменчивость параметров эритрограммы в крови телочек, а посредством ИФР-1 регулирует концентрацию гемоглобина (r= 0,67±0,25 -0,72±0,24), количество эритроцитов (r= 0,53±0,31 - 0,59±0,29) и среднее содержание гемоглобина в эритроците (r= 0,57±0,29 -0,61±0,27).

Резюме

Охарактеризована изменчивость концентрации ростовых гормонов (ГР, ИФР-1), основных и расчетных показателей эритрограммы у телочек в молочно-растительный период выращивания. Установлено, что уровень эритроцитов изменяется с 5,02±0,23 до 6,03±0,07 1012/л, гематокрита с 35,70±0,70 до 39,00±0,69 % и гемоглобина с 85,00±1,10 до с 126,00± 1,06 г/л. С возрастом в статистической выборке отдельного параметра уменьшается размах вариации признака, коэффициент вариации и величина стандартного отклонения, отражая процесс формирования баланса между регулирующими гомеостаз эритроцитов механизмами. Величина среднего объема эритроцитов уменьшается на 9,07 % в условиях повышения однородности клеток в популяции эритроцитов кровеносного русла, так как показатель анизоцитоза, выраженный и в флаконах, и в процентах снижается на 6,04 и 2,93 %. Средний уровень гемоглобина в эритроците увеличивается на 25,00 %, что приводит к более плотной «упаковке» белка в красной клетке (МСНО возрастает на 35,71 %). Уровень гормона роста в крови телочек снижается на 46,34 %, а инсулиноподобного фактора роста типа 1, наоборот, увеличивается более, чем в 23 раза, отражая особенности биологических взаимоотношений в паре гормон роста – ИФР-1. При этом гормон роста прямо не влияет на изменчивость параметров эритрограммы в крови телочек, а регулирует его посредством биологических эффектов ИФР-1. Концентрация ИФР-1 достоверно коррелирует с уровнем гемоглобина (r= 0,67±0,25 - 0,72±0,24), а также в средней степени с количеством эритроцитов (r= 0,53±0,31 -0,59±0,29) и средним содержанием гемоглобина в эритроците (r= 0,57±0,29 - 0,61±0,27).