Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологическое состояние и биохимический статус у тёлок в период пубертата

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологическое состояние и биохимический статус у тёлок в период пубертата"

005044151

На правах рукописи

ЧМЫХОВ Станислав Николаевич

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЙ СТАТУС У ТЁЛОК В ПЕРИОД ПУБЕРТАТА

03.03.01 - физиология 03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

17 \т т

Курск-2012

005044151

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Заслуженный ветеринарный врач РФ, доктор биологических наук, профессор Сеин Олег Борисович

доктор биологических наук, профессор Фурман Юрий Васильевич

Горшков Григорий Иванович, доктор биологических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, зав. кафедрой морфологии и физиологии ФГБОУ ВПО «Белгородская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Я. Горина»

Шапошников Андрей Александрович, доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой биохимии и фармакологии ФГБОУ ВПО «НИУ Белгородский государственный университет»

ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет»

Защита состоится «7» июня 2012 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.040.03 при ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» по адресу: 305021, г. Курск, ул. К. Маркса, 70. Тел. (4712) 53-13-30, факс (4712) 53-84-36

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

Ведущая организация:

Автореферат разослан у мая 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Г.Ф. Рыжкова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Главное назначение сельскохозяйственного производства, в частности животноводства, заключается в увеличении продуктов питания для населения и сырья для промышленности. Современное животноводство характеризуется укрупнением элементов промышленной технологии. Такое направление в организации животноводства обеспечивает снижение затрат труда и средств на единицу произведенной продукции и повышение продуктивности животных, благодаря чему экономическая эффективность отрасли возрастает. В то же время перевод животноводства на промышленную основу сопровождается изменением технологических и производственных составляющих: увеличивается концентрация поголовья, вводится беспривязное содержание скота, усложняется иерархическая структура стада, изменяются условия кормления животных. Все эти факторы влияют на физиологическое состояние сельскохозяйственных животных и, прежде всего, изменяют интенсивность метаболизма и снижают воспроизводительную функцию. Последняя особенно чувствительно реагирует на все изменения внешней среды, у самок меняется гормональный статус, задерживаются сроки полового созревания, нарушается половая цикличность. Это в свою очередь может привести к увеличению заболеваний, обусловливающих нарушение репродуктивной функции (B.C. Шипилов, 1977; Н.И. Полянцев, 1990; Г.А. Черемисинов 1975,1999; А.Г. Нежданов, 2003).'

В связи с этим дальнейшее выяснение физиологических и биохимических особенностей у самок крупного рогатого скота позволит более активно вмешиваться в процессы размножения, обеспечивать оптимальные условия для оплодотворения, нормального течения беременности и родов.

Достигнутые в последние десятилетия успехи в развитии учения о физиологической сущности полового цикла, биохимических процессах, протекающих в организме самок в различные периоды воспроизводительной функции (A.A. Сысоев, 1981; Ю.Д. Клинский, 1991; М.И. Прокофьев 1983* Г.А. Черемисинов и др. 1975, 1999; А.Г. Нежданов, 2002; A.M. Чомаев и др.' 2003, 2005; О.Б. Сеин, 2010), а также экспериментальный материал, которым располагают ученые на сегодняшний день, позволяют по-иному представить взаимоотношения между половыми железами и гипоталамо-гипофизарным комплексом, выявить особенности нейроэндокринной регуляции и на основе этого разработать эффективные методы управления функцией размножения.

В то же время, несмотря на достигнутые успехи в области физиологии размножения, многие вопросы, связанные с формированием половой функции у телок, остаются еще недостаточно выясненными. В литературе встречаются противоречивые сведения о наступлении полового созревания, о биохимическом и гормональном статусе у телок в период формирования половой функции. Поэтому для наиболее полного представления о процессах, протекающих при различных физиологических состояниях животных, ,

требуется проведение сравнительного анализа и сопоставление важнейших клинических, биохимических и других характеристик. Необходимо дальнейшее выяснение взаимосвязи между отдельными звеньями единого воспроизводительного процесса и определение сущности биологических реакций, связанных с репродуктивной функцией животных.

Цель и задачи исследований. Принимая во внимание актуальность и научно-практическую значимость указанной проблемы, целью настоящей работы являлось изучение физиологических и биохимических особенностей у телок красно-пестрой породы в период пубертата, а также совершенствование способов биологической стимуляции у них половой функции. Исходя из этого, были поставлены на разрешение следующие задачи:

1. Изучить особенности полового созревания и формирования половой цикличности у телок красно-пестрой породы.

2. Установить динамику содержания в крови телок кортизола, эстра-диола-Пр, прогестерона, трийодтиронина и тироксина до полового созревания и в период пубертата.

3. Изучить кинетику содержания морфологических и биохимических компонентов крови у телок красно-пёстрой породы до полового созревания и в период пубертата.

4. Разработать способ получения препарата фолшпошостимулирующего гормона и провести его апробацию с целью регуляции половой функции у телок.

Научная новизна. С использованием комплексных клинических, физиологических и биохимических исследований выяснены особенности полового созревания и дано научно-практическое обоснование физиологической готовности телок красно-пестрой породы к включению в воспроизводительный процесс.

Впервые были проведены комплексные исследования содержания эс-традиола-17Р, прогестерона, кортизола, тироксина и трийодтиронина в крови телок красно-пёстрой породы в период становления половой функции. Получены новые данные по содержанию биохимических компонентов крови у телок до полового созревания и в период пубертата. Установлена взаимосвязь ряда биохимических компонентов крови с гормональной активностью яичников и половой цикличностью у тёлок красно-пёстрой породы. Разработан способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона из аденогипофизов животных и проведена его научно-производственная апробация.

Теоретическая значимость работы. Результаты исследований физиологических и биохимических параметров у тёлок существенно дополняют представление о интерьерных перестройках, происходящих в репродуктивной системе самок в период пубертата. Конкретизированы биохимические процессы в связи с перестройкой функциональной активности яичников у тёлок в период полового созревания.

Практическая значимость и реализация результатов исследований.

Предложен производству новый способ получения препарата фолликуло-стимулирующего гормона из аденогипофизов животных. Полученные ин-терьерные показатели у тёлок как физиологические нормативы могут быть использованы в селекционной работе при дальнейшем совершенствовании новых пород крупного рогатого скота, в улучшении их адаптационных качеств, а также в клинической практике и в учебных целях при подготовке специалистов зооветеринарного профиля.

Результаты диссертационной работы внедрены в ООО «Агроресурс Молоко» Ольховатского района Воронежской области и в учебно-опытном хозяйстве «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

Основные положения, выносимые на защиту:

- клинические и физиологические особенности половой функции у тёлок красно-пёстрой породы в период пубертата;

- показатели содержания кортизола, эстрадиола-17р, прогестерона, трийодтиронина и тироксина в крови тёлок в период формирования половой функции;

- биохимические показатели крови и их взаимосвязь с функциональной активностью яичников у тёлок в период пубертата;

- способ изготовления фолликулостимулирующего гормона из аденогипофизов животных.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены, одобрены и рекомендованы в практику животноводства на:

научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Курской государственной сельскохозяйственной академии имени И.И. Иванова (Курск, 2011, 2012);

- Международной научно-практической конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе» (Белгород, 2012);

- Международной научно-практической конференции «Теоретические и прикладные проблемы современной науки и образования» (Курск 2012). '

По материалам диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 170 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, списка литературы, включающего 270 источников, в том числе 44 иностранных авторов. Работа иллюстрирована 4 таблицами и 38 рисунками.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы выполнена в Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова в период 20062010 гг., ООО «Агроресурс Молоко» Ольховатскош района Воронежской области.

В соответствии с разработанным планом экспериментальная часть работы состояла из двух экспериментов (рис.1).

В первом эксперименте изучали особенности полового созревания и формирования половой цикличности у тёлок красно-пёстрой породы. С этой целью был проведен общий анализ выращивания ремонтных тёлок в условиях ООО «Агроресурс Молоко». Затем было отобрано 10 тёлочек 3-месячного возраста по принципу аналогов с учетом происхождения, массы тела и развития. Во время включения в эксперимент все животные были клинически здоровы. Кормление и содержание подопытных животных было одинаковым и соответствовало условиям, предусмотренным технологией комплексов. В период исследований постоянно осуществляли контроль за состоянием здоровья тёлок, наблюдали за приемом и поеданием корма, учитывали их реакцию на различные внешние раздражители.

Рис. 1. Общая схема исследований

Наступление и продолжительность стадий полового цикла, а также феноменов стадии возбуждения у тёлок устанавливали путем наблюдения за их поведением в период общения с быком-пробником и методом клинической оценки после осмотра наружных половых органов. Общение тёлок с пробником осуществляли на выгульной площадке. В качестве пробников использовали вазэктомированных быков, подготовленных по А.Я. Крас-нитскому (1946) в модификации В.Н. Масалова, О.Б. Сеина и др. (патент на изобретение №2314063,2008).

У 7 голов из отобранных тёлок брали кровь в 3-, 6-, 9-, 12- и 15-месячном возрасте. После наступления полового созревания отбор крови осуществляли во время охоты, на 4, 11, 15 и 18 сутки первого полового цикла. В крови определяли морфологические и биохимические компоненты.

Во время второго эксперимента был разработан способ изготовления фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) из аденогипофизов животных и проведена его производственная апробация. Для этого было сформировано четыре группы тёлок. Тёлкам первой группы (15 голов) внутримышечно вводили изготовленный препарат ФСГ-2, второй группе (15 голов) -ранее изготовленный препарат ФСГ-1, третьей группе (12 голов) - препарат ФСГ-супер. Все препараты использовали в дозе 100 ИЕ на одно животное. Тёлки четвертой группы (12 голов) являлись контрольными, им вводили стерильный изотонический раствор натрия хлорида. Эффективность стимуляции оценивали по количеству тёлок, пришедших в охоту.

Из каждой группы у 7 тёлок брали кровь до введения препаратов, а также на 7 и 14 сутки после введения препаратов. В крови определяли содержание эстрадиола-17(3 и прогестерона.

При исследовании крови использовали комплекс методов.

Общие гематологические методы. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) определяли методом Панченкова, гематокритную величину устанавливали с использованием микроцентрифуги Шкляра. Подсчет эритроцитов и лейкоцитов проводили на автоматическом счетчике «РюозсеЬ. Содержание гемоглобина устанавливали с использованием метода Сали.

Биохимические методы. Содержание общего белка, глюкозы, общих липидов, холестерола, общего кальция, неорганического фосфора, общего магния, витаминов А, Е и С в крови подопытных животных определяли с использованием наборов Био-Ла-Тест фирмы «Лехма» и на полуавтоматическом биохимическом анализаторе «Ука1оп-400». Содержание белковых фракций устанавливали методом электрофореза на мембранах «Владипор» МФАС-ОС-1. Сканирование электрофореграмм проводили на денситометре при длине волны 540 нм.

Гормональные методы. Содержание кортизола, эстрадиола-17р, прогестерона, трийодтиронина и тироксина в плазме крови тёлок устанавлива-

ли иммуноферментным методом с использованием соответствующих реактивов.

Биометрические методы. Полученные в ходе проведения эксперимента данные подвергались биометрической обработке (П.Ф. Рокицкий, 1973) на ПЭВМ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1. Характеристика периода пубертата у ремонтных тёлок красно-пёстрой породы

Длительные этологические наблюдения за подопытными тёлками, которые выращивались изолировано от бычков, показали, что первые поведенческие реакции, свойственные половозрелым животным, у некоторых тёлок наступали в 4-месячном возрасте. В это время у тёлок наблюдалась повышенная двигательная активность, они постоянно перемещались по загону, мычали, вспрыгивали на других животных.

Данные поведенческие реакции у тёлок в препубертатном периоде не имели закономерной периодичности, повторялись через разные промежутки времени, продолжительность их колебалась в значительных пределах (16 час). Они не сопровождались клиническими изменениями со стороны наружных половых органов, характерными для половозрелых животных в период стадии возбуждения. На быка-пробника такие тёлки не реагировали, не проявлял к ним интереса и пробник.

Таким образом, можно сделать заключение, что поведенческие реакции, характерные для взрослых животных, у 4-месячных тёлок связаны не с наступлением у них полового созревания, а с так называемыми «половыми играми» и индивидуальными особенностями.

Течка, с характерными для нее симптомами, была выявлена только у четырех тёлок. Однако и у этих животных протекала она не одинаково. У одних тёлок отмечалась ярко выраженная гиперемия и отечность вульвы и обильное ее увлажнение. Интенсивная гиперемия слизистой оболочки преддверия влагалища и скопление на ней слизи. У шести тёлок клинические признаки течки были слабо выраженными. Гиперемия и отчетность вульвы были менее заметными, слизь из влагалища выделялась в небольшом количестве. Продолжительность течки у тёлок в среднем составляла 36,0±4,24 час.

Общая реакция (половое возбуждение) отмечалась у шести тёлок. При этом у четырех тёлок общая реакция являлась началом полового цикла, то есть ей не предшествовала течка. У двух тёлок общая реакция проявилась после начала течки, в обоих случаях через 12 часов. Поведение тёлок при общей реакции было различным. В одних случаях тёлки были активными и даже возбужденными, они постоянно перемещались по загону, беспокоили других животных, находившихся в загоне, преследовали их и делали на них

прыжки. При контакте с пробником такие тёлки вели себя активно. Они приближались к пробнику первыми, обнюхивали его, некоторые тёлки делали на пробника прыжки, при этом продолжительно мычали. В других случаях общая реакция у тёлок протекала менее активно, у них проявлялся интерес к другим тёлкам, находившимся в загоне, но прыжки на них они делали редко и «вяло». С пробником такие тёлки вели себя неактивно, приближались к нему, но при активизации пробника быстро от него удалялись. В то же время для всех тёлок в период общей реакции было характерным недопущение садки пробника.

Продолжительность общей реакции у тёлок в среднем составляла 21 час. При этом у некоторых тёлок она была короткой и составляла 12-18 час. У других тёлок, наоборот, общая реакция была более продолжительной (24-30 час).

У всех тёлок половая охота протекала с характерным «симптомом неподвижности» и заканчивалась садкой быка-пробника. Тёлки, находившиеся в охоте, были возбуждены, они постоянно перемещались по загону, беспокоили других животных, находившихся с ними вместе. При этом они делали прыжки на других тёлок и позволяли делать вспрыгивания на себя.

Во время общения с быком-пробником беспокойство тёлок в охоте усиливалось. Они обнюхивали пробника со всех сторон и не отходили от него. Даже при попытке отогнать тёлку в охоте от пробника, она быстро возвращалась к пробнику, мычала и обнюхивала его со всех сторон. При этом некоторые тёлки делали прыжки на пробника. Во время общения с тёлкой, находящейся в охоте, пробник также вел себя активно. Он обнюхивал и облизывал ее, толкая головой в бока и находился постоянно рядом с тёлкой. При садке пробника большинство тёлок стояли спокойно, ноги их были напряжены, упирались в землю, хвост был отведен в сторону. После садки пробника тёлка, как правило, находилась рядом с пробником и была спокойной. Пробник вел себя более активно, он продолжал обнюхивать тёлку, толкать ее головой в бока. При попытке тёлки удалиться пробник преследовал ее.

В то же время у некоторых тёлок половая охота проходила с индивидуальными особенностями. Например, у тёлки №1 и №7 половой охоте не предшествовала течка и общая реакция. У тёлки №2 половая охота начиналась вместе с проявлением общей реакции, а у тёлок №№5,9,10 завершалась с окончанием общей реакции. Некоторые тёлки во время садки пробника вели себя беспокойно, они вначале перемещались под самцом, двигали крупом, мычали. Затем успокаивались и стояли неподвижно, позволяя выполнить пробнику садку.

Продолжительность половой охоты у тёлок в среднем составляла 9,0±1,00 час с колебаниями 6-12 часов.

3.2. Общие гематологические показатели у тёлок в период эксперимента

СОЭ, гематокрит. Данные показатели крови изменялись в узких границах: СОЭ 0,8±0,06 - 1,4±0,04 мм/час; гематокрит - 37,7±0,43 -42,4±0,73%. При этом наиболее высокие их значения приходились на период половой охоты.

Эритроциты, гемоглобин. До полового созревания содержание эритроцитов находилось на относительно низком уровне (6,7±0,09 -7,1±0,1М012/л). В период пубертата содержание эритроцитов в крови тёлок несколько увеличилось и находилось в пределах 6,8±0,15 — 7,3±0,08-1012/л.

Изменения содержания гемоглобина в крови тёлок были параллельными динамике содержания эритроцитов. Так, у неполовозрелых тёлок его концентрация составляла 108,5±0,71 - 110,0±0,80 г/л, а с наступлением полового созревания - 104,0±2,12 - 118,5±1,71 г/л. Достоверно высокое (Р<0,01) содержание гемоглобина регистрировалось во время половой охоты (118,5±1,71 г/л).

Лейкоциты. Содержание общего количества лейкоцитов в крови тёлок в период эксперимента находилось в пределах 6,5±0,12 - 7,5±0,11-109/л. При этом максимальное их содержание приходилось на период первой половой охоты (7,5±0,11 • 109/л).

Таким образом, результаты общего гематологического анализа свидетельствуют о том, что подопытные животные в период проведения экспериментов были здоровыми.

3.3. Динамика содержания кортизола, овариальных и тиреоидных гормонов в крови тёлок до полового созревания и в период пубертата

В настоящее время экспериментально подтверждено, что в регулирующих механизмах полового созревания, цикличности половых процессов, беременности, родов и лактации принимает участие не только гипота-ламо-гипофизарный комплекс и половые гормоны, но и гормоны надпочечников и щитовидной железы (Г.А. Черемисинов, 1975, 1999; О.Б. Сеин, 2010). Учитывая вышеизложенное, в комплекс наших исследований было включено определение в крови подопытных тёлок, наряду с овариальными гормонами, содержание кортизола, трийодтиронина и тироксина.

Кортизол. Динамика содержания кортизола в крови тёлок характеризовалась относительно низким его уровнем в 3- и 6-месячном возрасте (18,8±0,81 - 20,2±0,78 нг/мл). В последующие периоды содержание кортизола имело выраженную тенденцию к увеличению и к периоду полового созревания достигало максимального значения, составляя во время первой половой охоты 31,5±0,80 нг/мл (рис.2). На 4 сутки полового цикла содержание кортизола уменьшилось в 1,6 раза, после чего на 11 сутки вновь по-

высилось до 23,0±0,64 нг/мл (Р<0,01), а на 18 сутки составляло 23,2±2,91 нг/мл.

Эстрадиол, прогестерон. Исследование овариальных гормонов в крови неполовозрелых тёлок показало, что минимальное их содержание отмечалось в начале эксперимента. Так, в 3-месячном возрасте содержание эстра-диола составляло 4,4±0,20 пг/мл, однако в крови 6-месячных тёлок его уровень увеличился почти в два раза и достигал 8,0±0,48 пг/мл (Р<0,001). По мере увеличения возраста животных содержание эстрадиола в крови тёлок постепенно повышалось (рис.3), достигая максимальных значений во время первой половой охоты (14,4±0,40 пг/мл). Затем его уровень в крови тёлок уменьшился и на 4 и 11 сутки полового цикла соответственно составлял 7,4±0,44 и 5,7±0,30 пг/мл. В последующие сутки цикла содержание эстрадиола- 17р повысилось и на 18 сутки достигало 9,1±1,51 пг/мл.

Содержание прогестерона в крови неполовозрелых тёлок было минимальным. К периоду пубертата оно повысилось, однако во время первой половой охоты находилось на низком уровне (0,60±0,04 нг/мл). На 4 сутки цикла уровень прогестерона в крови тёлок значительно повысился (1,44±0,09 нг/мл), а на И сутки он достигал максимального значения (2,34±0,1 нг/мл), после чего уменьшился, составляя на 15 и 18 сутки соответственно 1,64±0,31 и 1,62±0,31 нг/мл (рис. 3).

Трийодтиронин, тироксин. Содержание трийодтиронина в крови неполовозрелых тёлок изменялось в незначительных пределах. При поставке животных на опыт содержание трийодтиронина составляло 1,15±0,03 нг/мл, затем оно достоверно (Р<0,02) увеличилось в 6 мес до 1,31±0,04 нг/мл. В последующие периоды эксперимента содержание трийодтиронина вновь уменьшилось и находилось в пределах 1,16±0,03-1,21±0,02 нг/мл. Однако в период пубертата содержание трийодтиронина повысилось (рис.4) и во время первой половой охоты составляло 1,30±0,05 нг/мл. На 11 сутки его содержание уменьшилось до 0,77±0,06 нг/мл, после чего вновь незначительно повысилось (0,81±0,06 - 0,87±0,12 нг/мл).

Содержание тироксина в пубертатный период находилось на относительно высоком уровне, составляя у 3- и 6-месячных тёлок соответственно 65,3±2,78 и 58,4±2,22 нг/мл. К периоду полового созревания содержание тироксина в крови тёлок уменьшилось, однако во время первой половой охоты оно находилось на относительно высоком уровне (41,5±2,33 нг/мл). На 4 и 11 сутки первого полового цикла содержание этого гормона значительно уменьшилось и составляло соответственно 32,6±2,15 и 27,9±2,52 нг/мл, а в последующие сутки цикла находилось в пределах 27,8±2,33 -30,6±2,54 нг/мл.

Половая охота

11 15

Сутки полового цикла

18

Рис.2. Содержание кортизола в крови тёлок в течение первого полового цикла

Половая охота

11

15

18

Сутки полового цикла ■эстрадиол-17р ♦ прогестерон

Рис. 3. Содержания эстрадиола-17(3 и прогестерона в крови тёлок в течение первого полового цикла

о

о

Половая 4 охота

11

15

18

Сутки полового цикла

~~ трийодтиронин

♦ тироксин

Рис. 4. Содержания трийодтиронина и тироксина в крови тёлок в течение первого полового цикла

3.4. Содержание биохимических компонентов крови у тёлок до полового созревания и в период пубертата

Общий белок. У неполовозрелых тёлок содержание данного компонента крови находилось на относительно низком уровне (66,5±0,99 - 71,0±0,91 г/л). С наступлением пубертата содержание белка повысилось, достигая во время первой половой охоты максимального уровня 77,7±0,88 г/л (Р<0,01). После окончания охоты на 4 сутки полового цикла содержание общего белка в крови тёлок понизилось и составляло 71,3±1,10 г/л. На 11 сутки содержание белка вновь увеличилось (75,4±0,88 г/л), а затем уменьшилось, достигая в конце эксперимента минимального значения (71,7±0,98 г/л).

Фракции белка. С использованием электрофоретического разделения плазмы крови подопытных животных было установлено, что наименьший уровень альбуминов отмечался у неполовозрелых тёлок (37,9±0,34 -41,0±0,58%). В период пубертата содержание альбуминов повысилось. Так, во время половой охоты содержание альбуминов было максимальным и достигало 44,6±0,54%. На 4 сутки полового цикла их концентрация в крови тёлок достоверно уменьшилась (Р<0,02), а на 11 сутки вновь увеличилась и составляла 39,8±0,49 г/л. В последующие сутки полового цикла содержа-

ние альбуминов в крови тёлок находилось на относительно низком уровне 37,9± 1,27 - 3 8,7±0,68%.

Динамика содержания а-глобулинов характеризовалась относительно высоким их содержанием в препубертатном периоде (14,0±0,96 -18,9±0,78%) и более низким содержанием в период пубертата (10,5±0,16% -17,1±0,22%).

Изменения содержания (3-глобулинов в крови тёлок были менее выраженными, чем других фракций белка и в период эксперимента колебались в пределах 11,2±0,33 - 14,7±0,45%.

Что касается у-глобулинов, то содержание этой фракции белка характеризовалось относительно низким уровнем у 3-месячных тёлок (28,7±0,63%) и повышением в период полового созревания. При этом наиболее высокий уровень у-глобулинов в крови тёлок регистрировался во время первой половой охоты (33,7±0,56%).

Глюкоза. При постановке животных на опыт содержание глюкозы в их крови находилось на минимальном уровне (2,08±0,03 ммоль/л). В период пубертата концентрация глюкозы в крови тёлок повысилась, достигая максимальных значений во время первой половой охоты (3,24±0,02 ммоль/л).

Общие липиды. Характерных изменений в динамике содержания этого компонента крови у подопытных тёлок в течение эксперимента выявлено не было: у 3-х месячных тёлок содержание липидов составляло 2,94±0,08 г/л, а затем повысилось и находилось в пределах 3,00±0,05 - 3,24±0,06 г/л. При этом выявленные изменения были статистически недостоверными (Р>0,05).

Холестерол. У неполовозрелых тёлок содержание холестерола находилось на относительно низком уровне (2,08±0,04 мкмоль/л). С наступлением половозрелости изменения его содержания в течение первого полового цикла были не существенными (Р>0,05). Так, во время половой охоты содержание холестерола находилось на минимальном уровне (2,40±0,04 мкмоль/л), а на 4 сутки цикла - на максимальном (2,74±0,05 мкмоль/л).

Общий кальций. Содержание общего кальция в крови неполовозрелых тёлок находилось в пределах 2,45±0,04 - 2,67±0,04 ммоль/л. Во время первой половой охоты содержание кальция в крови тёлок составляло 2,67±0,08 ммоль/л. На 4 и 11 сутки полового цикла оно понизилось соответственно до 2,52±0,09 и 2,47±0,10 ммоль/л. Однако на 15 и 18 сутки уровень кальция в крови тёлок вновь повысился (2,58±0,07 - 2,60±0,07 ммоль/л).

Неорганический фосфор. Изменения содержания этого минерального компонента крови подопытных животных в период эксперимента были схожи с динамикой содержания общего кальция. При постановке тёлок на опыт содержание фосфора находилось на относительно низком уровне (1,92±0,04 ммоль/л). С наступлением пубертата оно повысилось, достигая максимума во время первой половой охоты (2,20±0,02 ммоль/л), затем оно

понизилось и на 11 сутки составляло 2,09±0,05 ммоль/л. В последующие сутки первого полового цикла концентрация неорганического фосфора в крови подопытных тёлок увеличилась (2,14±0,02 - 2,18±0,03 ммоль/л). При этом все выявленные изменения содержания фосфора в течение полового цикла были статистически недостоверными (Р>0,05).

Общий магний. Для данного минерального компонента крови характерной особенностью являлось низкое его содержание у неполовозрелых тёлок (0,93±0,05 - моль/л). В период пубертата содержание магния в крови тёлок увеличилось, достигая максимума во время первой половой охоты (1,18±0,04 ммоль/л; Р<0,05). На 11 и 15 сутки оно уменьшалось (0,89±0,04 -1,00±0,04 ммоль/л), а на 18 сутки незначительно повысилось.

Витамины А, Е, С. Анализ полученных результатов при исследовании данных витаминов свидетельствует, что динамика их содержания в крови подопытных животных в течение эксперимента имела разнонаправленный характер. Так, препубертатный период характеризовался относительно низким содержанием витаминов А (1,60±0,'05 - 2,06±0,05 мкмоль/л) и С (31,7±0,75 - 35,8±0,75 мкмоль/л) и более высоким содержанием витамина Е (15,3±0,90 - 19,5±0,56 мкмоль/л). С наступлением пубертата содержание витамина А повысилось и находилось в пределах 2,50±0,07 - 2,98±0,05 мкмоль/л.

3.5. Способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона

из аденогипофизов животных и его производственная апробация

В условиях промышленного содержания животных, когда индивидуальный контроль за животными затруднен, а половая охота и оптимальные сроки осеменения нередко пропускаются, у животных часто возникают функциональные расстройства половой сферы. Это приводит к увеличению перегулов, низкому выходу потомства и ранней выбраковке животных. В этой связи контроль и управление половым циклом животных являются необходимыми в условиях промышленного животноводства.

Учитывая вышеизложенное, нами был разработан способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона из аденогипофизов животных и проведена его производственная апробация.

Для получения препарата ФСГ у крупного рогатого скота в условиях мясокомбината проводили отбор гипофизов с использованием гильотинного ножа. Затем отделяли аденогипофизы и хранили их в жидком азоте.

Технологический процесс получения препарата ФСГ включал следующие этапы: гомогенизацию аденогипофизов в присутствии буферного раствора (натрия хлорид, сернокислый аммоний, твин-80); экстракцию при 2-4°С и центрифугирование при 6000 об/мин; добавление в фугат сернокислого аммония до 40% от насыщения; центрифугирование и ультрафильтрацию под давлением на мембране УАП-200; ионообменную сорбции на ка-

тионите КУ-2; удаление балластных белков на мембране физиологическим раствором с рН 4,2; десорбцию буферным раствором с рН 8,5-9,0; замораживание смеси в рефрижераторе и отделение гормона; стандартизацию, проверку на токсичность и расфасовку препарата.

Полученный препарат представляет собой прозрачную жидкость с желтоватым оттенком, без запаха и примесей. Стандартизацию препарата проводили в соответствии с препаратом ФСГ-п. Проверку препарата на токсичность осуществляли на белых мышах и морских свинках. Расфасовывали препарат в стеклянные флаконы, закрывали резиновыми пробками и обкатывали алюминиевыми колпачками. Хранили препарат при температуре 2-5°С, срок годности 12 мес.

Условно полученный препарат был назван ФСГ-2.

Изготовленный препарат ФСГ-2 использовали на тёлках с гипофункцией яичников, принадлежащих ООО «Агроресурс Молоко» Ольховатского района Воронежской области.

О пониженной функциональной активности яичников судили по результатам вагинальных и ректальных исследований, а также по данным морфологического анализа крови.

Биологическую активность изготовленного препарата ФСГ-2 сравнивали с препаратом ФСГ-1, который был получен ранее на кафедре терапии и акушерства Курской ГСХА (патент на изобретение №2062619; 1996), а также с широко известным препаратом ФСГ-супер.

Из отобранных тёлок было сформировано четыре группы. Тёлкам первой группы (15 голов) вводили внутримышечно изготовленный препарат ФСГ-2, второй группы (15 голов) - препарат ФСГ-1, третьей группы (12 голов) - препарат ФСГ-супер. Все препараты использовали в дозе 100 ИЕ на одно животное. Тёлки четвертой группы являлись контрольными, им вводили стерильный изотонический раствор натрия хлорида.

Эффективность стимуляции оценивали по количеству тёлок, пришедших в охоту, которую определяли с использованием быка-пробника.

Исследования подопытных животных показали, что перед началом опыта у тёлок всех групп матка имела уменьшенные размеры, слабо выраженную ригидность, рога ее были истончены и смещены в каудальную часть таза. Яичники небольшого размера, величиной от фасоли до боба, плотные на ощупь, поверхность гладкая. При пальпации яичников во время ректального исследования фолликулы и жёлтые тела не обнаруживались. Слизистая оболочка влагалища была бледного цвета и слабо увлажнена. Гипофункция яичников у тёлок сопровождалась отсутствием половых циклов.

Таблица 1 - Содержание эстрадиола-17р и прогестерона в крови тёлок с гипофункцией яичников после введения гонадотропных препаратов

Препарат До введения препарата Через 7 сут после введения препарата Через 14 сут после введения препарата

ФСГ-2 эстрадиол-17р, пг/мл прогестерон, нг/мл 4,05±0,10 0,09±0,01 6,13±0,10+" 0,14±0,02+* 8,74±0,10+" 0,18±0,02+*

ФСГ-1 эстрадиол-17р, пг/мл прогестерон, нг/мл 4,22±0,14 0,11 ±0,01 5,45±0,17+ 0,12±0,02 7,46±0,17+* 0,16±0,03*

ФСГ-супер эстрадиол-17(5, пг/мл прогестерон, нг/мл 3,84±0,23 0,10±0,02 6,65±0,19+* 0,14±0,01 9,05±0,17+* 0,20±0,02*

Контроль эстрадиол-17р, пг/мл прогестерон, нг/мл 4,42±0,16 0,10±0,02 4,03±0,15 0,09±0,01 4,58±0,18 0,11±0,10

+ - при Р<0,05 по сравнению с показателями, полученными до введения

препарата;

- при Р<0,05 по сравнению с контролем;

' - при Р<0,05 по сравнению препарата ФСГ-2 с препаратом ФСГ-1.

При повторном исследовании, через 15-17 дней после стимуляции го-надотропными препаратами, у тёлок в яичниках пальпировались фолликулы различной величины, матка приобрела упругую консистенцию, кон-трактильность ее повысилась, слизистая оболочка влагалища имела бледно-розовый цвет. Топография и размеры матки соответствовали норме.

У контрольных тёлок, которым гонадотропные препараты не вводили, состояние репродуктивных органов осталось без изменений, а у некоторых животных оно значительно ухудшилось. В частности яичники уменьшились до размера фасоли и при ректальной пальпации определялись как плотные тела.

Наблюдения показали, что после введения препаратов у тёлок 1 опытной группы половая охота была выявлена у 11(73%) животных, 2 опытной группы - у 9(60%), 3 опытной группы - у 13 (87%). В контрольной группе за период наблюдений ни у одной тёлки половая охота выявлена не была.

Иммуноферментный анализ овариальных гормонов показал, что после введения препаратов в крови тёлок достоверно (Р<0,05) увеличилось содержание эстрадиола-17р и прогестерона. При этом у тёлок, которым вводили изготовленный препарат ФСГ-2, содержание эстрадиола-17р и прогестерона превышало таковое у тёлок, которым инъецировали препарат ФСГ-1.

Таким образом, полученный препарат из аденогипофизов животных обладает относительно высокой биологической активностью, не вызывает

побочных действий и его можно рекомендовать для индуцирования половой функции у самок домашних животных.

ВЫВОДЫ

1. Половое созревание у тёлок красно-пестрой породы наступало с 202,7-суточного возраста. При этом отдельные признаки стадии возбуждения полового цикла проявлялись у тёлок в более раннем возрасте (4 мес) в виде повышенной двигательной активности и вспрыгивания на других животных. Данные поведенческие реакции у тёлок в препубертатном периоде не имели закономерной периодичности, повторялись через разные промежутки времени, продолжительность их колебалась в значительных пределах (1-6 час). Они не сопровождались клиническими изменениями со стороны наружных половых органов, характерными для половозрелых животных в период стадии возбуждения. На быка-пробника такие тёлки не реагировали, не проявлял к ним «интереса» и пробник.

2. Продолжительность первого полового цикла у тёлок составляла 20,8±2,11 сут с колебаниями 13-31 сут. У большинства животных первый половой цикл был неполноценным и асинхронным.

3. Феномены стадии возбуждения первого полового цикла у тёлок протекали с различными клиническими признаками и индивидуальными особенностями. Продолжительность течки составляла 36,0±4,24 час, общей реакции - 21,0±2,57 час, половой охоты - 9,0±1,0 час.

4. У неполовозрелых тёлок содержание кортизола, эстрадиола-17р и прогестерона находилось на относительно низком уровне, а с приближением пубертата оно достоверно (Р<0,05-0,01) повышалось. Содержание тироксина, наоборот, с увеличением возраста животных достоверно уменьшалось.

5. Препубертатный период характеризовался относительно низким содержанием в крови тёлок эритроцитов, гемоглобина, общего белка, альбуминов, гамма-глобулинов, глюкозы, холестерола, общего магния, неорганического фосфора, общего кальция, витаминов А и С. Содержание альфа-и бета-глобулинов, витаминов Е и С, наоборот, в данный период находилось на более высоком уровне.

6. В период пубертата в крови тёлок повышалось содержание кортизола, эст-радисша, трийодтиронина, тироксина и снижалось содержание прогестерона.

7. Половое созревание у тёлок сопровождалось достоверным повышением (Р<0,05-0,001) содержания в их крови эритроцитов, гемоглобина, общего белка, альбуминов, гамма-глобулинов, глюкозы, общего магния и витамина А. Наоборот, содержание альфа- и бета-глобулинов, витамина С в период пубертата (Р<0,05-0,001) уменьшалось. Изменения в период поло-возрелости содержания в крови тёлок общих липидов, холестерола, общего кальция, неорганического фосфора и витамина Е носили недостоверный (Р>0,05) характер.

8. Технология изготовления препарата фолликулостимулирующего гормона ФСГ-2 из аденогипофизов животных не сложная, не требует дорогостоящего оборудования и химреактивов, что позволяет ее использование в условиях производственных отделов ветеринарных лабораторий.

9. Стимуляция тёлок с дисфункцией яичников препаратом ФСГ-2 восстанавливает у них функциональную активность яичников и повышает оп-лодотворяемость.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Полученные интерьерные показатели у ремонтных тёлок красно-пёстрой породы как физиологические нормативы могут быть использованы при разработке новых способов и средств биологической стимуляции репродуктивной функции тёлок и коров, а также в клинической практике и в учебных целях при подготовке специалистов зооветеринарного профиля.

2. Производственным отделам ветеринарных лабораторий рекомендуется применять способ изготовления препарата ФСГ-2, который не требует дорогостоящего оборудования и дефицитных химреактивов.

3. Для восстановления функциональной активности яичников и повышения оплодотворяемости у тёлок и коров рекомендуется применение препарата ФСГ-2.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Сеин, О.Б. Особенности половой цикличности и биохимического статуса у тёлок в период становления половой функции / О.Б. Сеин, Ю.В. Фурман, С.Н. Чмыхов// Вестник Курской ГСХА.- 2012.-№1.-С.109-111.

2. Чмыхов, С.Н. Формирование половой цикличности у ремонтных тёлок / С.Н. Чмыхов// Научное обеспечение агропромышленного производства: материалы Международной науч.-практ. конф.-Ч.З.-Курск, 2012.-С.6-7.

3. Сеин, О.Б. Биохимический статус у животных в период пубертата/ О.Б. Сеин, С.Н. Чмыхов, Ю.В. Фурман// Теоретические и прикладные проблемы современной науки и образования: материалы Международной науч.-практ. конф.-Ч.1.-Курск, 2012.-С.165-169.

4. Чмыхов, С.Н. Способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона и определение его биологической активности/ С.Н. Чмыхов, Д.О. Сеин// Интеграционные процессы в науке: сборник научных трудов Курского ГУ.-Курск, 2012.-С.57-59.

Формат 60x84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 109.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Чмыхов, Станислав Николаевич

Общая характеристика работы

1. Обзор литературы

1.1. Физиологические аспекты нейроэндокринной регуляции воспроизводительной функции животных а) Морфофункциональная организация гипоталамо-гипофизарноовариальной системы б) Нейроэндокринный контроль формирования половой функции самок

1.2. Половой цикл и его особенности у коров и тёлок

1.3. Биохимический статус и репродуктивная функция у самок домашних животных

2. Собственные исследования

2.1. Материал и методы исследований

2.2. Результаты исследований

2.2.1. Характеристика периода пубертата у ремонтных тёлок красно-пёстрой породы

2.2.2. Общие гематологические показатели у тёлок в возрастном аспекте

2.2.3. Динамика содержания кортизола, овариальных и тиреоидных гормонов в крови тёлок в возрастном аспекте

2.2.4. Динамика содержания биохимических компонентов крови у тёлок в возрастном аспекте

2.2.5. Общие гематологические показатели у тёлок в период пубертата

2.2.6. Содержание кортизола, овариальных и тиреоидных гормонов в крови тёлок в период пубертата

2.2.7. Содержание биохимических компонентов крови у тёлок в период пубертата

2.2.8. Способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона из аденогипофизов животных

2.2.9. Использование препарата фолликулостимулирующего гормона ФСГ-2 для стимуляции половой функции у тёлок

3. Обсуждение результатов исследований

Выводы

Практические предложения

Введение Диссертация по биологии, на тему "Физиологическое состояние и биохимический статус у тёлок в период пубертата"

В связи с этим дальнейшее выяснение физиологических и биохимических особенностей у самок крупного рогатого скота позволит более активно вмешиваться в процессы размножения, обеспечивать оптимальные условия для оплодотворения, нормального течения беременности и родов.

Достигнутые в последние десятилетия успехи в развитии учения о физиологической сущности полового цикла, о биохимических процессах, протекающих в организме самок в различные периоды воспроизводительной функции (A.A. Сысоев, 1981; Ю.Д. Клинский (1999); М.И. Прокофьев, 1983; Г.А. Черемисинов и др., 1975, 1999; А.Г. Нежданов, 2002; A.M. Чомаев и др.

2003, 2005; О.Б. Сеин, 2010), а также экспериментальный материал, которым располагают ученые на сегодняшний день, позволяют по-иному представить взаимоотношения между половыми железами и гипоталамо-гипофизарным комплексом, выявить особенности нейроэндокринной регуляции и на основе этого разработать эффективные методы управления функцией размножения.

В то же время, несмотря на достигнутые успехи в области физиологии размножения, многие вопросы, связанные с формированием половой функции у телок, остаются еще недостаточно выясненными. В литературе встречаются противоречивые сведения о наступлении полового созревания, о биохимическом и гормональном статусе у телок в период формирования половой функции. Поэтому для наиболее полного представления о процессах, протекающих при различных физиологических состояниях животных, требуется проведение сравнительного анализа и сопоставление важнейших клинических, биохимических и других характеристик. Необходимо дальнейшее выяснение взаимосвязи между отдельными звеньями единого воспроизводительного процесса и определение сущности биологических реакций, связанных с репродуктивной функцией животных.

Цель и задачи исследований. Принимая во внимание актуальность и научно-практическую значимость указанной проблемы, целью настоящей работы являлось изучение физиологических и биохимических особенностей у телок красно-пестрой породы в период пубертата, а также совершенствование способов биологической стимуляции у них половой функции. Исходя из этого, были поставлены на разрешение следующие задачи:

1. Изучить особенности полового созревания и формирования половой цикличности у телок красно-пестрой породы.

2. Установить динамику содержания в крови телок кортизола, эстра-диола-17р, прогестерона, трийодтиронина и тироксина до полового созревания и в период пубертата.

3. Изучить кинетику содержания морфологических и биохимических компонентов крови у телок красно-пёстрой породы до полового созревания и в период пубертата.

4. Разработать способ получения препарата фолликулостимулирующе-го гормона и провести его апробацию с целью регуляции половой функции у телок.

Научная новизна. С использованием комплексных клинических, физиологических и биохимических исследований выяснены особенности полового созревания и дано научно-практическое обоснование физиологической готовности телок красно-пестрой породы к включению в воспроизводительный процесс.

Впервые были проведены комплексные исследования содержания эс-традиола-17(3, прогестерона, кортизола, тироксина и трийодтиронина в крови телок красно-пёстрой породы в период становления половой функции. Получены новые данные по содержанию биохимических компонентов крови у телок до полового созревания и в период пубертата. Установлена взаимосвязь ряда биохимических компонентов крови с гормональной активностью яичников и половой цикличностью у тёлок красно-пёстрой породы. Разработан способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона из адено-гипофизов животных и проведена его научно-производственная апробация.

Теоретическая значимость работы. Результаты исследований физиологических и биохимических параметров у тёлок существенно дополняют представления о интерьерных перестройках, происходящих в репродуктивной системе самок в период пубертата. Конкретизированы биохимические процессы в связи с перестройкой функциональной активности яичников у тёлок в период полового созревания.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Предложен производству новый способ получения препарата фолликулостимулирующего гормона из аденогипофизов животных. Полученные ин-терьерные показатели у тёлок как физиологические нормативы могут быть использованы в селекционной работе при дальнейшем совершенствовании новых пород крупного рогатого скота, в улучшении их адаптационных качеств, а также в клинической практике и в учебных целях при подготовке специалистов зооветеринарного профиля.

Результаты диссертационной работы внедрены в ООО «Агроресурс Молоко» Ольховатского района Воронежской области и в учебно-опытном хозяйстве «Знаменское» Курской государственной сельскохозяйственной академии имени профессора И.И. Иванова.

Основные положения, выносимые на защиту:

- клинические и физиологические особенности половой функции у тёлок красно-пёстрой породы в период пубертата;

- показатели содержания кортизола, эстрадиола-17Р, прогестерона, трийодтиронина и тироксина в крови тёлок в период формирования половой функции;

- биохимические показатели крови и их взаимосвязь с функциональной активностью яичников у тёлок в период пубертата;

- способ изготовления фолликулостимулирующего гормона из адено-гипофизов животных.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены, одобрены и рекомендованы в практику животноводства на: научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Курской государственной сельскохозяйственной академии имени И.И. Иванова (Курск, 2011, 2012);

- Международной научно-практической конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе» (Белгород, 2012);

- Международной научно-практической конференции «Теоретические и прикладные проблемы современной науки и образования» (Курск, 2012).

Список сокращений и обозначений

АКТГ - адренокортикотропный гормон

АТФ - аденозинтрифосфат

Гн-РГ - гонадотропин-рилизинг-гормон

ГРФ - гонадотропин-рилизинг-фактор

ЛГ - лютеинизирующий гормон

ЛТГ - лютеотропный гормон

ПАВ - поверхностно активное вещество

РГ - рилизинг гормон

СОЭ - скорость оседания эритроцитов

СЖК - сыворотка крови жерёбых кобыл

ФСГ - фолликулостимулирующий гормон цАМФ - циклический аденозин - 3', 5' - монофосфат

ЦНС - центральная нервная система