Цель исследований – выявление изменений биохимического состава крови у высокопродуктивных коров симментальской породы при метаболических изменениях в зависимости от физиологичесого состояния. Для диагностики и коррекции обменных процессов в организме высокопродуктивных животных были проведены исследования биохимических показателей крови, по результатам которых было установлено, что значительные отклонения показателей от нормы происходили в сухостойный период, также прослеживаются и в период раздоя. В этот период корова мобилизует активнее количество своих жировых запасов, но печень не успевает переработать их. По полученным результатам было выявлено значительное снижение количества глюкозы в крови больных животных до показателя 2,08 ммоль/л, что было ниже крайних границ физиологической нормы на 0,42 ммоль/л по истечении 10 дней после отела, в связи с этим жир не перерабатывается в энергию и развиваются нарушения обменных процессов. По результатам биохимического анализа крови количество кетоновых тел в опытной группе превышает норму и изменяется в зависимости от физиологического состояния животных, колеблется от 1,12 до 1,35 ммоль/л, что свидетельствует о нарушении обменных процессов в организме и снижении качества получаемых продуктов. Повышение скорости мобилизации жиров приводит к увеличению уровня содержания в крови НЖК, что было выявлено при исследовании крови. По показателям крови было отмечено сильное увеличение показателя при первом исследовании за 2 месяца до отела на 1,07 и 0,45 мэкв/мл за месяц до отела. Можно предположить, что повышение данного показателя в опытной группе связано с дефицитом глюкозы.
биохимические показатели, метаболические изменения, субклинический кетоз, симментальская порода, неэтерифицированные жирные кислоты, кетоновые тела
Введение. Высокая продуктивность животных оказывает существенное влияние на работу и функции различных систем организма. На сегодняшний день метаболические нарушения у высокопродуктивных коров очень часто проявляются и оказывают пагубное влияние на организм, приводят к большей выбраковке в стаде [1–3].
Поэтому в результате увеличения удоя и скармливания концентрированных кормов стремительно происходит выбраковка животных. Было доказано, что происходят изменения биохимических показателей крови в организме животных, это приводит к снижению молочной продуктивности, разрушению органов и возникновению различных патологий [4].
Кровь обеспечивает функционирование всех органов и тканей в организме, обогащает их необходимыми ферментами, гормонами и другими гуморальными веществами, без которых организм не может нормально существовать. У здоровых животных при нормальных условиях кормления и содержания биохимические показатели крови варьируются в пределах физиологического состояния и находятся в пределах границ нормы. Кровеносная система и паренхиматозные органы подвержены различным физиологическим воздействиям и стрессовым ситуациям организма коров, поэтому проведение биохимического анализа крови является составной частью диагностических мероприятий [5–7].
Можно отметить, что при введении коррекционных мероприятий определенную ценность занимают биохимические показатели и в большей степени отражают уровень кормления и метаболические процессы.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что исследования биохимических показателей крови не показывают всех изменений и отклонений, происходящих в организме высокопродуктивных животных, но дают прочную основу для своевременного принятия решений по проведению коррекционных мероприятий для предотвращения отклонений и нормального функционирования организма [8–10].
Цель исследований – выявление изменений биохимического состава крови при метаболических изменениях в зависимости от физиологического состояния.
Объекты и методы. Выявление тенденции изменений биохимических показателей крови при метаболических нарушениях у высокопродуктивных животных проводили в Северо-Казахстанской области на базе опытного хозяйства. Объектом исследований являлись высокопродуктивные коровы симментальской породы.
Экспериментально-клинические исследования проводились по традиционной методике планирования эксперимента путем формирования опытных и контрольных групп.
Для проведения опыта были сформированы 2 группы животных по принципу пар-аналогов второго отела, по 20 голов в каждой группе. I группа – клинически здоровые животные, II группа – животные, больные субклиническим кетозом. Отбор проб и исследование крови опытных и контрольных животных проводились четыре раза: за 2 месяца до отела, за месяц до отела, через 10 дней и через месяц после отела.
Биохимические исследования сыворотки крови коров проводили в лаборатории «Частная зоотехния» на полуавтоматическом биохимическом анализаторе «BioChem SA» (США). Биохимические показатели крови коров тестировались по 12 показателям, определяли: общую концентрацию кетоновых тел (ОКТ) и их фракции (в-оксимасляную кислоту (ВН), ацетон с ацетоуксусной кислотой, общий белок, холестерин, резервную щелочность крови, Glu Ox (глюкоза), общий кальций и неорганический фосфор, каротин, креатинин и неэтерифицированные жирные кислоты (НЭЖК).
Полученные результаты исследований обработаны методом вариационной статистики, все данные прошли статистическую обработку и представлены в виде среднего (М), ошибки среднего (m), расчет которых проводился по общепринятым формулам [11, 12].
Результаты и их обсуждение. Исследуя биохимические показатели крови, можно контролировать метаболические реакции на молекулярном уровне, а также возможно своевременно диагностировать нарушения обмена веществ в организме и проводить корректирующие мероприятия.
Поскольку субклинический кетоз характеризуется слабовыраженными симптомами и незначительной клинической картиной, для оценки состояния животных были проведены биохимические исследования крови высокопродуктивных животных в период с 2022 по 2023 г.
Изучение динамики изменений основных биохимических показателей крови в сухостойный период и по истечении 10 и 30 дней после отела проводилось с учетом повышения уровня кетоновых тел и их фракций при субклиническом кетозе у высокопродуктивных коров. Результаты биохимических исследований представлены в таблице 1.
Таблица 1
Показатели общих результатов крови животных в разные периоды исследования (М±m)
|
Показатель |
Период исследований |
|||
|
2 мес. до отела |
1 мес. до отела |
10 дней после отела |
1 мес. после отела |
|
|
Контрольная группа (здоровые, n = 20) |
||||
|
Общие кетоновые тела (ОКТ), ммоль/л |
0,45±0,016 |
0,53±0,011 |
0,58±0,017 |
0,42±0,020 |
|
Ацетоуксусная кислота с ацетоном (АсАс), ммоль/л |
0,16±0,03 |
0,24±0,02 |
0,20±0,04 |
0,18±0,03 |
|
Бетаоксимасляная кислота (ВН), ммоль/л |
0,45±0,05 |
0,42±0,07 |
0,51±0,05 |
0,58±0,04 |
|
Холестерин |
1,98±0,17 |
2,39±0,28 |
2,72±0,16 |
2,66±0,20 |
|
Глюкоза |
3,39±0,10 |
3,15±0,16 |
2,94±0,12 |
3,77±0,18 |
|
Общий белок, г/л |
72,10±1,51 |
75,40±1,00 |
71,0±1,49 |
73,35±1,10 |
|
Опытная группа (больные субклиническим кетозом, n = 20) |
||||
|
Общие кетоновые тела (ОКТ), ммоль/л |
1,12±0,021 |
1,22±0,016 |
1,30±0,034 |
1,37±0,032 |
|
Ацетоуксусная кислота с ацетоном (АсАс), ммоль/л |
0,39±0,04 |
0,89±0,03 |
0,82±0,02 |
1,1±0,03 |
|
Бетаоксимасляная кислота (ВН), ммоль/л |
0,95±0,06 |
1,28±0,05 |
1,39±0,05 |
1,62±0,06 |
|
Холестерин |
3,89±0,19 |
4,15±0,23 |
4,36±0,15 |
3,96±0,20 |
|
Глюкоза |
2,34±0,17 |
2,18±0,16 |
2,08±0,23 |
2,29±0,33 |
|
Общий белок, г/л |
77,15±0,87 |
82,05±0,88 |
79,35±1,02 |
83,05±0,74 |
Для выявления субклинического кетоза у высокопродуктивных коров особое значение имеет определение концентрации кетоновых тел в плазме крови. Результаты проведенных исследований показали, что между опытной и контрольной группами отмечается изменение динамики концентрации всех кетоновых тел и их фракций – ацетона с ацетоуксусной кислотой и бета-оксимасляной кислотой.
Так, у коров опытной группы отмечается повышение кетоновых тел во все периоды исследования, самый высокий показатель был зафиксирован спустя 30 дней после отела и составил 1,37 ± 0,032 ммоль/л, этот показатель выше по сравнению с контрольной группой на 0,95 ммоль/л и выше нормы на 0,77. На первом этапе наших исследований (за 2 месяца до отела) концентрация кетоновых тел в плазме крови превышала норму на 45 %, или 0,52 ммоль/л. Увеличение данного показателя отмечается за месяц до отела по сравнению с первым показателем на 0,1 ммоль/л, или 9,3 %.
Динамика изменений содержания кетоновых тел в контрольной группе на протяжении всего исследования варьировалась и находилась в пределах физиологической нормы. На основании анализа полученных данных можно отметить, что за два месяца до отела уровень кетоновых тел составил 0,45 ± 0,016 ммоль/л, за месяц до отела происходит его увеличение на 0,08 (0,53 ± 0,011ммоль/л) относительно первого исследования, а на 30-й день после отела он снизился и составлял 0,42 ± 0,020 ммоль/л. Можно отметить, что кетогенные аминокислоты при распаде образуют ацетоацетил-КоА, из которого происходит синтез кетоновых тел, поэтому увеличение данного показателя в крови животных происходит из-за накопления их в организме, а также возможно и при избытке белков в рационе животных.
В клетках печени жирные кислоты в ограниченных количествах окисляются до СО2 и Н2О. Полученные в ходе исследования данные показывают, что концентрация ацетоуксусной кислотой (АсАс) в контрольной группе на протяжении всего исследования не повышается и находится в пределах физиологической нормы, за два месяца до отела показатель составил 0,16 ± 0,03 ммоль/л, далее наблюдалось незначительное повышение (на 0,08) относительно первого, а после отела показатель снизился и находился в пределах нормы.
Концентрация ацетоуксусной кислоты (АсАс) в плазме крови коров опытной группы повышается на протяжении всего исследования и превосходит показатель нормы содержания: перед отелом, при первом контроле на 0,23 ммоль/л, при втором контроле – на 27 %, после отела при третьем – на 0,62 ммоль/л, при четвертом – на 16 %.
Анализируя полученные данные в ходе проведения исследования, можно сделать заключение о том, что все показатели имеют тенденцию к повышению в опытной группе. Можно отметить, что повышенные показатели ацетоуксусной кислоты свидетельствуют о нарушении обмена веществ у животных: увеличение количества кетоновых тел в тканях и плазме крови, а также высокое значение АсАс свидетельствуют о серьезном нарушении физиологических процессов в работе печени.
Концентрация бета-оксимасляной кислоты на протяжении всего исследования имела статистические межгрупповые различия. По данным таблицы 1 можно отметить, что в контрольной группе показатель за 60 дней до отела составляет 0,45 ± 0,05 ммоль/л и варьирует в пределах нормы, за месяц до отела произошло незначительное снижение данного показателя на 0,03. После отела происходило повышение данного показателя и спустя месяц после отела составило 0,58 ± 0,04 ммоль/л, что было выше по сравнению с показателем за 10 дней после отела на 0,07. Уровень ВН в контрольной группе на протяжении исследования находился в пределах нормы.
В ходе проведения исследования отмечается повышение относительно нормы уровня бета-оксимасляной кислоты в опытной группе. За 60 дней до отела данный показатель был выше в опытной группе относительно контрольной на 47,4 %, через 30 дней после отела – на 1,04 ммоль/л, за 30 дней до отела – на 0,86 ммоль/л, а в третий (через 10 дней после отела) – выше на 59 %.
По результатам таблицы 1 можно отметить, что уровень глюкозы в крови контрольной группы находился в пределах нормы во все периоды исследования, но тенденция снижения была выявлена после отела спустя 10 дней. Показатель составил 2,94 ± 0,12 ммоль/л, находился в границах физиологической нормы, но был ниже первого исследования на 0,45 ммоль/л, во все остальные периоды исследования значительных изменений между показателями не было выявлено. Снижение уровня глюкозы в крови после отела можно объяснить тем, что отел и раздой (начало лактации) способствуют возрастанию потребности в энергии высокопродуктивных коров. Показатели содержания глюкозы в крови в разные периоды в исследуемых группах представлены на рисунке 1.
Рис. 1. Содержание глюкозы в крови в разные периоды в исследуемых группах, ммоль/л
Согласно полученным данным, представленным на рисунке 1, можно отметить, что динамика содержания глюкозы в опытной группе варьировала и находилась в пределах от 2,08 до 2,34 ммоль/л во все периоды исследования, что ниже физиологической нормы. При третьем исследовании отмечается понижение содержания глюкозы в плазме крови до 2,08 ± 0,16 ммоль/л. Снижение уровня глюкозы в крови в значительной мере связано с заболеванием кетоз у животных опытной группы и в результате этого происходит недостаток глюкозы для синтезирования лактозы и поддержания жизнедеятельности.
Показатели концентрации Ca, P, НЭЖК, каротина и креатинина в крови представлены в таблице 2.
Таблица 2
Биохимические показатели концентрации кальция, неорганического фосфора, НЭЖК,
каротина и креатинина в крови коров (М±m)
|
Показатель |
Период исследования |
|||
|
2 мес. до отела |
1 мес. до отела |
10 дней после отела |
1 мес. после отела |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Контрольная группа (здоровые, n = 20) |
||||
|
Общий кальций, ммоль/л |
2,65±0,10 |
2,48±0,09 |
2,52±0,17 |
2,62±0,07 |
|
Неорганический фосфор, ммоль/л |
1,57±0,12 |
1,62±0,09 |
1,59±0,16 |
1,83±0,08 |
|
НЭЖК, мэкв/мл |
0,37±0,006 |
0,73±0,013 |
1,24±0,04 |
1,80±±0,03 |
|
Каротин, мг% |
0,85±0,018 |
0,74±0,018 |
0,78±0,022 |
0,83±0,019 |
|
Креатинин, мкмоль/л |
99,7±3,06 |
106,35±3,03 |
91,95±2,47 |
108,35±2,75 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Опытная группа (больные субклиническим кетозом, n = 20) |
||||
|
Общий кальций, ммоль/л |
2,15±0,07 |
2,10±0,09 |
2,28±0,15 |
2,32±0,08 |
|
Неорганический фосфор, ммоль/л |
1,31±0,23 |
1,26±0,18 |
1,33±0,16 |
1,39±0,20 |
|
НЭЖК, мэкв/мл |
0,63±0,02 |
1,70±0,015 |
2,15±0,027 |
2,49±0,022 |
|
Каротин, мг% |
0,26±0,022 |
0,28±0,036 |
0,30±0,012 |
0,30±0,017 |
|
Креатинин, мкмоль/л |
79,55±2,86 |
78,75±2,28 |
71,15±1,39 |
79,5±1,79 |
Выявленный уровень каротина в сыворотке крови контрольных животных находился в пределах нормы и составлял в среднем 0,80 мг%, было выявлено небольшое снижение в последний месяц перед отелом на 0,11 мг%. Количество каротина спустя 10 дней после отела в сыворотке крови находилось в норме и составило 0,78±0,022 мг%.
В опытной группе показатель оказался ниже референсных значений: за 2 месяца до отела составил 0,26±0,022 мг%, что было ниже крайнего показателя на 0,2 мг% и ниже, чем в контрольной группе, на 0,59 мг%. После отела показатель незначительно увеличился по сравнению с показателями до отела на 0,04 мг%, после отела содержание каротина в сыворотке крови находилось на одинаковом уровне и составило 0,30±0,012 мг%, что было ниже нормы.
Уровень креатинина находился в пределах физиологической нормы в контрольной и опытной группах.
Увеличение НЭЖК в плазме крови во время отела наблюдается почти у всех животных опытной и контрольной групп.
Содержание НЭЖК представлено на рисунке 2.
Рис. 2. Содержание НЭЖК, мэкв/мл
Из рисунка 2 видно, что в опытной группе показатель НЭЖК во все периоды исследования находился выше физиологических границ и составил за 2 месяца до отела 0,63 мэкв/мл, что было выше нормы на 0,23 мэкв/мл. За месяц до отела показатель был выше нормы на 1,3 мэкв/мл и выше, чем в контрольной группе, на 0,97 мэкв/мл.
После отела произошло сильное увеличение показателя по сравнению с первым исследованием за 2 месяца до отела на 1,07 и 0,45 мэкв/мл за месяц до отела. Показатель в опытной группе спустя месяц после отела составил 2,49±0,022 мэкв/мл, что было выше физиологической нормы на 2,09 мэкв/мл. Можно предположить, что повышение данного показателя в опытной группе связано со снижением показателя глюкозы и началом глюконеогенеза, прежде всего под влиянием жиров, что в свою очередь приводит к накоплению большого количества неэтерифицированных жирных кислот (НЭЖК) в крови.
Заключение. В настоящее время у большинства высокопродуктивных коров протекает очень интенсивный обмен веществ с метаболическими нарушениями. Метаболические нарушения в организме животных связаны с недостатком и ненормируемым количеством питательных веществ в рационе животных, что в значительной мере сказывается на здоровье и продуктивности животных.
Результаты, полученные в ходе исследования, позволяют сделать вывод, что у животных опытной группы по результатам биохимического анализа крови количество кетоновых тел превышает норму, изменяется в зависимости от физиологического состояния животных и колеблется от 1,12 до 1,35 ммоль/л. Следует отметить, что избыток кетоновых тел в крови животных приводит к накоплению их в моче, молоке и выдыхаемом воздухе, что свидетельствует о нарушении обменных процессов в организме и снижении качества получаемых продуктов.
Нарушения обменных процессов и отрицательных побочных эффектов в организме высокопродуктивных коров можно избежать, уделяя внимание составлению сбалансированного рациона в зависимости от физиологического состояния, а также проводя анализы крови и молока у коров в разные периоды их физиологического состояния, имея тем самым возможность более точно определять кетоз на ранних стадиях и предотвращать его развитие. Это будет способствовать увеличению продуктивности животных, сокращению выбраковки и предотвращению нарушения обменных процессов.
1. Мероприятия по улучшению продуктивности дойного стада крупного рогатого скота / Т.А. Хорошайло [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2023. № 2. С. 113–121.
2. Мкртчян Г.В. Показатели биохимического и клинического анализа крови у коров джерсейской породы с разным уровнем белка в молоке // Вестник КрасГАУ. 2023. № 2. С. 153–157.
3. Пушкарев И.А. Белковый состав сыворотки крови телок в возрасте 12 месяцев на фоне применения разных доз тканевого биостимулятора // Вестник КрасГАУ. 2022. № 1. С. 111–116.
4. Влияние энергетических добавок на уровень метаболизма в организме коров в период раздоя / И.Н. Миколайчик [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2022. № 3. С. 113–120.
5. Петрова М.Ю., Акифьева Г.Е., Косарева Н.А. Зависимость молочной продуктивности коров красной степной породы от сбалансированности рационов // Вестник НГАУ. 2021. № 4. С. 150–156.
6. Зубова Т.В., Плешков В.А. Физиологические и морфобиохимические аспекты кетоза коров // Вестник КрасГАУ. 2022. № 12. С. 140–148.
7. Effects of restricted dietary phosphorus supply during the dry period on productivity and metabolism in dairy cows / S. Wächter [et al.] // Journal of Dairy Science. Vol. 105 (5). 2022. P. 4370–4392.
8. Overton T.R., McArt J.A.A., Nydam D.V. Metabolic health indicators and management of dairy cattle // Journal of Dairy Science. Vol. 100 (12). 2017. P. 10398–10417.
9. Effects of feeding rumen-protected linseed fat to postpartum dairy cows on plasma n-3 polyunsaturated fatty acid concentrations and metabolic and reproductive parameters / Pereira Gonçalo [et al.] // Journal of Dairy Science. Vol. 105 (1). 2022. P. 361–374.
10. Жаймышева С.С., Нуржанов Б.С. Обмен минеральных веществ у животных разных генотипов // Новости науки в АПК. 2019. № 3 (12). С. 186–189.
11. Крупин Е.О., Шакиров Ш.К., Тагиров М.Ш. Динамика гематолоических и некоторых биохимических показателей сыворотки крови у стельных сухостойных и новотельных коров // Ветеринарный врач. 2018. № 4. С. 58–62.
12. Дубова Е.А., Буйлова Л.А. Об «истинном» белке и содержании мочевины в белке // Молочная промышленность. 2017. № 4. С. 48–49.
