Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Функциональные резервы щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у коров с разной молочной продуктивностью и их телят

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Функциональные резервы щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у коров с разной молочной продуктивностью и их телят"

На правах рукописи

РОТМИСТРОВСКАЯ Елена Геннадьевна

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ТЕСТОСТЕРОНСИНТЕЗИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ У КОРОВ С РАЗНОЙ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ И ИХ ТЕЛЯТ

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 г МАЯ 2014

Курск-2014

005548631

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

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, профессор Ерёменко Виктор Иванович

Джавадов Абульфат Калвалы оглы, доктор биологических наук, доцент, заведующий кафедрой химии, экологии и землеустройства Мценского филиала ФГБОУ ВПО «Госуниверститет-УНПК» г. Орел

Ерыженская Надеяеда Федоровна,

кандидат биологических наук, ГНУ «Курский научно-исследовательский институт агропромышленного производства» РАСХН, старший научный сотрудник лаборатории ветеринарной медицины

ФГБОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Защита диссертации состоится 27 июня 2014 года в 14е2 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. Карла Маркса, д. 70; тел. (4712) 53-13-30, факс (4712) 53-84-36

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» и на сайте академии www.kgsha.ru.

Автореферат разослан "25" апреля 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ыжкова Галина Федоровна

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективная селекционная работа в молочном скотоводстве на современном этапе ее развития невозможна без комплексного использования в ней не только зоотехнических методов, но и интерьерных показателей животного.

В этом перспективном и актуальном направлении селекции животных с использованием показателей крови имеется ряд научных исследований, в которых показана коррелятивная зависимость между уровнем молочной продуктивности и отдельными биохимическими показателями крови (Л.С. Жебровский, 1971; В.П. Радченков с сотр., 1991; В.Б. Дмитриев, 1998; В.И. Ерёменко, 2010). Однако использование в прогнозировании таких показателей далеко не всегда приносит ожидаемые результаты, так как часто тот или иной из них отражает лишь кратковременную метаболическую картину животного.

Поэтому в селекционной работе необходимо все больше использовать не только отдельные тесты, а целую систему различных показателей, что позволит повысить уровень прогноза будущей продуктивности животных.

Все это свидетельствует о том, что необходимы глубокие исследования в области физиологии и биохимии, которые будут направлены на раскрытие стойких механизмов в индивидуальном развитии животного.

Разноречивость и противоречивость результатов связаны также с тем, что биохимические показатели крови имеют высокую вариабельность (особенно эндокринные показатели). Поэтому изучение различных регуля-торных механизмов, которые напрямую связаны с продуктивными показателями животных, должны проводиться через узловые регуляторные системы, особенно такие, как эндокринная система (щитовидная железа, кора надпочечников, тестостеронсинтезирующая система и др.).

Для определения оценки функциональной активности эндокринной железы, как правило, проводят определение базального уровня того или иного гормона. Однако уровень гормона в крови не всегда объективно отображает реальное функциональное состояние железы, поэтому определяют функциональные резервы эндокринной железы с помощью метода функциональных нагрузок (В.П. Радченков, 1987; В.А. Матвеев, А.И. Дю-кар, 1992; В.М. Дюмина (В.М. Кретова), 2006; Д.А. Меченков, 2009; В.И.Ерёменко, 2010; Ю.Ю. Вострухина, 2011).

В этой связи определение показателей функциональных резервов щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы в комплексе с метаболитами крови, которые непосредственно взаимосвязаны с уровнем молочной продуктивности, позволит разработать надежные тесты для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота, что является актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы было определение функционального состояния тестостеронсинтезирующей системы, щитовидной железы и показателей обмена веществ у

разнопродуктивных коров и их телочек, а также разработка математических моделей с использованием изучаемых показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота черно -пестрой породы.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить уровень общего белка, холестерола, липидов, активности AJIT, ACT в крови лактирующих коров черно — пестрой породы с разным уровнем молочной продуктивности.

• Определить уровень гормонов: тироксина, трийодтиронина и тестостерона в крови лактирующих коров черно - пестрой породы с разным уровнем молочной продуктивности.

• Установить функциональные резервы щитовидной железы и тес-тостеронсинтезирующей системы у разнопродуктивных коров.

• Изучить метаболический и гормональный статус, функциональные резервы щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у телочек, полученных от разнопродуктивных коров.

• Разработать математические модели с использованием полученных показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности коров.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное изучение метаболических и гормональных показателей, а также функциональных резервов щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у разнопродуктивных коров и их телочек. Разработаны математические модели с использованием полученных показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупнорогатого скота черно — пестрой породы.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) уровень общего белка, общего холестерола и общих липидов, а также активность AJIT и ACT в крови более высокоудойных коров выше и положительно коррелируют с величиной суточных удоев;

2) уровень тироксина, трийодтиронина и тестостерона у высокоудойных коров ниже, чем у низкоудойных и отрицательно коррелирует с величиной суточных удоев;

3) коэффициенты активности тиреоидных гормонов и индексы активности тестостеронсинтезирующей системы у высокоудойных коров ниже, чем у низкопродуктивных, и отрицательно коррелируют с уровнем молочной продуктивности коров;

4) уровень общего белка, общего холестерола и общих липидов, а также активность AJIT, ACT выше в крови телочек, полученных от высокоудойных коров;

5) уровень тироксина, трийодтиронина и тестостерона в крови телочек имеет такую же направленность, как и у их матерей;

6) функциональные резервы щитовидной железы у телочек, полученных от более высокоудойных коров, имеют меньший коэффициент активности тиреоидных гормонов;

7) функциональные резервы тестостеронсинтезирующей системы ниже у телочек, полученных от более высокоудойных коров, и имеют меньший индекс активности тестостеронсинтезирующей системы;

8) математические модели для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота черно - пестрой породы.

Апробация и реализация результатов научных исследований. Основные положения диссертационной работы были доложены на 7 научных конференциях: Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию образования кафедры кормления, разведения и генетики сельскохозяйственных животных Брянской ГСХА, Брянск (2012 г.), Международной научно - практической конференции «Агропромышленный комплекс: контуры будущего», Курск (2012), Международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения», Белгород (2012 г.), Международной научно-практической конференции «Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО», Смоленск (2012 г.), Международной научно-производственной конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе», Белгород (2012 г.), Международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы ветеринарии и интенсивного животноводства, посвященной памяти доктора ветеринарных наук, профессора Ткачева Анатолия Алексеевича», Брянск (2013 г.), Международной научно - практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства», Курск (2014 г.).

Публикации результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 7 статей и 2 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ Министерства образования и науки.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 165 страницах основного текста, содержит 7 рисунков, 44 таблицы. Список литературы включает 276 источников, в том числе 63 иностранных авторов.

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Научно - производственный опыт проводили в подсобном хозяйстве ФГУ санаторий «Марьино» Рыльского района Курской области по схеме, представленной на рисунке 1.

Объектом исследования были лактирующие коровы голштинизиро-ванной черно - пестрой породы и полученные от них телята. Для опыта было сформировано две группы коров по 10 голов в каждой. Одна группа коров была высокоудойная 8460 ± 85 литров молока за лактацию, а вторая группа 4600 ± 62 литра. Внутри каждой группы животные были аналогами по возрасту и уровню молочной продуктивности.

Рисунок 1 - Схема исследований

Кормление животных соответствовало уровню их молочной продуктивности и физиологическому состоянию и осуществлялось по общепринятым нормам (И.В. Калашников, И.В. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов, 2003). Количество концентрированных кормов в рационе регулировали в зависимости от уровня молочной продуктивности. В зимне-стойловый период коровы содержались на привязи в коровниках, а в летний период выпасались на пастбище. Основными кормами в зимне - стойловый период были: сено злаково-бобовое, силос кукурузный, свекла кормовая, комбикорм. В летний период коровам скармливали траву пастбищную и комбикорм.

Образцы крови для биохимического анализа отбирали у лактирую-щих коров один раз в месяц из хвостовой вены до утреннего кормления. Молочную продуктивность коров определяли методом контрольных доек. В образцах крови определяли содержание общего белка, общих липидов, общего холестерола, активность ACT и AJIT на автоматическом биохимическом анализаторе «Sapphire 400» с использованием реактивов фирмы «Bios systems». Тироксин, трийодгиронин и тестостерон - иммунофер-

ментным методом с использованием наборов фирмы «JBLGmbH» (Германия).

Для выявления функциональных резервов щитовидной железы подопытным коровам на 2 и 8 месяцах лактации внутримышечно вводили ти-реотропный гормон ТТГ на физиологическом растворе в дозе 0,5 ед/ кг живой массы тела. Телятам такую же нагрузку ТТГ проводили на 6 месяце их жизни. Образцы крови из хвостовой вены отбирали перед введением ТТГ и через 0,5, 1 и 2 часа после введения.

Коэффициенты активности тиреоидных гормонов по Т3 и Т4 определяли по формуле:

Катп=Т,-ТоЛГо, (1)

где Катг - коэффициент активности тиреоидных гормонов;

Т0 - уровень гормона до нагрузки;

Т, - уровень гормона через 2 часа после нагрузки.

Для определения функциональных резервов тестостеронсинтези-рующей системы этим же лактирующим коровам так же на 2 и 8 месяцах лактации, а полученным от них телочкам на 6 месяце их жизни внутримышечно вводили хорионический гонадотропин ХГ в дозе от 1 до 5 тысяч и.е., в зависимости от возраста животных. ХГ вводили коровам 4 раза, а телочкам 3 раза с интервалом 72 часа. Кровь для определения тестостерона отбирали перед введением ХГ и через 2,12,24, 48 и 72 часа после его введения.

Индекс активности тестостеронсинтезирующей системы определяли по формуле:

Иатс = Ti - Т о / То, (2)

где Иатс - индекс активности тестостеронсинтезирующей системы;

Т0 - базальный уровень тестостерона перед первым введением ХГ;

Т, — уровень тестостерона через 24 часа после третьей нагрузки ХГ.

Для расчета математических моделей раннего прогнозирования молочной продуктивности было отобрано 20 голов телочек, у которых в 20 -месячном возрасте взяли образцы крови из хвостовой вены для анализа тех же показателей, что и у коров, и в это же время провели функциональные нагрузки на щитовидную железу и тестостеронсинтезирующую систему и рассчитали коэффициенты активности тиреоидных гормонов и индексы активности тестостеронсинтезирующей системы. После окончания лактации были построены математические модели для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота с использованием полученных биохимических показателей в различных комбинациях. Математические модели были построены с использованием математической статистики и программным обеспечением Statgraf. Полученные результаты исследований подверглись биометрической обработке по Е. К. Меркурьевой (1977) с использованием программы Microsoft Excel.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Молочная продуктивность подопытных лактирующих коров

Результаты контрольных доек показали, что молочная продуктивность в первой группе коров за лактацию составила 8460 ± 85 кг молока, а во второй - 4600 ± 62 кг за лактацию.

Самые высокие показатели среднесуточных удоев в обеих группах были на 2 месяце лактации.

Разница между удоями в целом за 10 месяцев лактации между группами составила 3860 кг молока.

3.2 Уровень общего белка, липидов и холестерола в крови

лактирующих коров с разной молочной продуктивностью

Общий белок. Концентрация общего белка в обеих группах коров увеличивалась с первого по седьмой месяц лактации, а на 10 месяце снижалась. В первой группе этот показатель во все периоды лактации был выше чем во второй. Однако различия между группами отмечены как статистически недостоверные (Р > 0,05). Между уровнем общего белка в крови и суточными удоями установлена положительная коррелятивная связь в первой группе R = 0.47, а во второй группе R = 0,50.

Общие липиды. Как показали результаты исследований, более высокий уровень в крови у лактирующих коров был на пике и в середине лактации. К концу лактации происходило понижение уровня общих липидов и к 10 месяцу лактации значения общих липидов составили у коров первой группы 3,6± 0,19 г/л, а у коров второй группы- 2,5 ± 0,12 г/л (Р<0,05).

Между концентрацией липидов в крови лактирующих коров и суточными удоями установлена положительная коррелятивная связь. В первой группе R = 0,67, а во второй R =0,65.

Общий холестерол. Исследования уровня общего холестерола в крови лактирующих коров показали, что эти изменения были подобны динамике общих липидов

Между уровнем молочной продуктивности коров черно - пестрой породы и уровнем содержания общего холестерола в крови отмечена положительная коррелятивная связь R = 0,71 в первой группе, и во второй R =0,81.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что концентрация общего белка, липидов и холестерола в крови была выше у более высокоудойных лактирующих коров и зависит от фазы лактации.

3.3 Динамика активности аминотрансфераз в крови лактирующих коров

Исследование уровня активности аминострансфераз в крови у двух групп коров показывает, что активность AJIT и ACT в крови по-

8

нижается с увеличением срока лактации. Так на третьем месяце лактации уровень активности ACT составил 428 ± 4,8 нкат/л в первой группе и 417 ± 5,2 нкат/л во второй. К концу лактации наблюдалось уменьшение активности этого фермента.

Такая же тенденция наблюдалась и по уровню изменения активности АЛТ в крови лактирующих коров.

Более высокая активность аминотрансфераз наблюдалась у более высокоудойных коров. Активность ACT на 2,6 и 8 месяцах лактации отмечена как статистически достоверная (Р<0,05), а по АЛТ на 3 и 5 месяцах лактации (Р<0,05).

Между активностью ACT и суточными удоями отмечена положительная коррелятивная связь R= 0,47 в первой группе и R = 0,41 во второй группе. Такая же зависимость установлена и по АЛТ: в обеих группах она составила R=0,36.

Таким образом, более высокая активность трансаминаз отмечена у более высокоудойных коров.

3.4 Динамика тиреоидных гормонов в крови лактирующих коров с разной молочной продуктивностью

Динамика уровня тироксина и трийодтиронина представлена в таблице 1.

Как видно из данных, приведенных в таблице 1, что более низкие концентрации тиреоидных гормонов на всем протяжении лактации отмечены у более высокоудойной группы коров.

Таблица 1 - Динамика уровня тиреоидных гормонов в крови ко-

ров с разной молочной продуктивностью

Месяц лактации т4 нмоль/л Т3 нмоль/л

I группа II группа I группа II группа

1 34,2 ±2,1 38,6±1,1 1,0±0,17 1,3±0,05

2 32,8±1,6 35, ±1,1 0,8±0,11 0,8±0,08

3 33,1±1,9 37,1 ±0,9 0,7±0,10 0,8±0,05

4 45,7±1,9 46,7±0,9 0,8±0,10 0,9±0,09

5 45,6±2,3 48,4±1,2 0,9±0,10* 1,2±0,10

6 46,1±2,1 49,3±1,8 1,1±0,13 1,3±0,10

7 46,1 ±2,1 48,4±0,6 1,2±0,7 1,4±0,09

8 49,5±2,8 50,2±1,1 1,2±0,10 1,5±0,09

9 50,5±2,2 49,1 ±0,11 1,3±0,08 1,6±0,10

10 49,2±1,6 48,2±0,6 1,0±0,09 1,3±0,05

* Р < 0,05 к сравниваемой группе

Статистически достоверных различий между сравниваемыми группами животных по Т4 не установлено (Р> 0,05), а по Т3 на 5 месяце лактации различия установлены как статистически достоверные (Р< 0,05).

Между концентрацией Т4 и уровнем молочной продуктивности у обеих групп коров установлена отрицательная коррелятивная связь. В первой группе она составила Я = - 0.48, а во второй Я = - 0,49.

Аналогичная динамика изменений была и для Тз.

Между суточными удоями лактирующих коров и концентрацией Т3 в крови установлена отрицательная коррелятивная связь, в первой группе Я = - 0,47, а во второй группе Я = - 0,67.

Из проведённого анализа исследований следует, что содержание тиреоидных гормонов в крови у более высокоудойной группы коров ниже, чем у сравниваемой.

Более низкие концентрации тиреоидных гормонов в крови животных наблюдаются в начале лактации и в сухостойный период.

3.5 Функциональные резервы щитовидной железы у коров с разным уровнем молочной продуктивности по фазам лактации

Для определения функциональных резервов щитовидной железы использовали нагрузку тиреотропным гормоном. Подробно методика описана в разделе «Материалы и методы исследования». Учитывая, что максимальные удои лактирующих коров были на 2 месяце, то в этот период мы и провели функциональную нагрузку на щитовидную железу.

Динамика Т4 в крови подопытных лактирующих коров после нагрузки ТТГ на 2 месяце лактации приведена на рисунке 2.

Из данных, приведенных на рисунке 2, мы видим что максимальных значений концентрация Т4 после введения ТТГ достигала через 2 часа после его введения и составила в первой группе 43,9 ± 0,3 нмоль/л. Во второй группе концентрация тироксина после введения ТТГ была выше, чем в первой группе, и составила 67,4 ± 0,6 нмоль/л.

Максимальных значений концентрация тироксина Т4 после введения ТТГ наблюдалась через 2 часа после его введения и составила в первой группе 43,9 ± 0,3 нмоль/л, что превышало базальный уровень на 39,8 %. Во второй группе концентрация тироксина через 2 часа после введения ТТГ была выше, чем в первой группе, и составила 67,4 ± 0,6, что выше по сравнению с базальным уровнем на 83,6 %.

О 0,5 1 2

время после введения ТТГ (час)

Рисунок 2 - Динамика тироксина в крови коров после нагрузки ТТГ на 2 месяце лактации

Расчеты Ка1Т (Т4) показали, что коэффициент активности в группе у коров с более высокой молочной продуктивностью составил 0,39, у группы с менее низкой молочной продуктивностью составил 0,83.

Динамика Т3 в крови подопытных лактирутощих коров после нагрузки ТТГ была такой же как и по Т4.

Расчет коэффициента активности тиреоидных гормонов по Т3 показал, что более высокие значения этого показателя были во второй группе и составили 0,90, а в первой группе 0,66.

Таким образом, у коров с более высокими удоями отмечены относительно низкие коэффициенты активности тиреоидных гормонов.

3.6 Динамика концентрации тестостерона в крови лактирующих коров

Как показали результаты исследования, уровень тестостерона в крови коров по ходу лактации постепенно увеличивался и достигал максимальных значений на 10 месяце лактации (4,8 ±0,1 и 5,2 ± 0,1 нмоль/л) соответственно по группам.

Уровень тестостерона в крови лактирующих высокоудойных коров первой группы на всем протяжении лактации был ниже, чем в сравниваемой группе. На 2,3,4,7 и 10 месяцах лактации различия между группами отмечены как статистически достоверные (Р< 0,05).

Между концентрацией тестостерона в крови лактирующих коров и суточными удоями установлена отрицательная коррелятивная связь. В первой группе Я= - 0,78, а во второй К= -0,76.

Таком образом, у коров с более высокими продуктивными качествами концентрация в крови тестостерона ниже, чем у коров с меньшей молочной продуктивностью.

3.7 Функциональные резервы тестостеронсинтезирующей системы у лактирующих коров на пике и в конце лактации

Перед первым введением ХГ базальный уровень тестостерона в крови подопытных коров был практически на одном уровне и находился в интервале 3,5 ± 0,18 - 3,6 ± 0,18 нмоль/л. После введения ХГ концентрация тестостерона во всех группах через 72 часа увеличилась до 8,7 ± 0,40 и 8,9 ± 0,50 нмоль/л в первой и во второй группах.

Через 72 часа после второго введения ХГ концентрация тестостерона продолжала увеличиваться и составила 10,5 ± 0,40 и 11,7± 0,50 нмоль/л соответственно по группам.

Для определения полного потенциала тестостеронсинтезирующей системы лактирующих подопытных животных было проведено третье введение ХГ. Максимальное значение уровень тестостерона после этого введения достиг через 24 часа и составил в первой группе 11,8 ± 0,40 нмоль/л, а во второй группе 15,9 ± 0,50 нмоль/л.

Динамику концентрации тестостерона в крови лактирующих ко-

ров после третьего введения ХГ приведена на рисунке 3.

-I группа коров - II группа

время после введения ХГ

Рисунок 3 - Динамика концентрации тестостерона в крови лактирующих коров после третьего введения ХГ

Последующее четвертое введение ХГ показало, что уровень тестостерона в крови лактирующих коров не увеличивался, а некоторое время оставался на одном и том же уровне, а потом постепенно снижался, что, видимо, связано с полной реализацией функциональных резервов тесто-стеронсинтезирующей системы после третьего введения ХГ.

Сравнивая результаты, функциональных нагрузок между подопытными лактирующими коровами, видно, что более высокими потенциалами тестостеронсинтезирующей системы обладают коровы с меньшей молочной продуктивностью.

Расчет Иатс показал, что у первой группы на 2 месяце лактации он составил 2,3, а во второй группе - 3,4.

Аналогичные функциональные нагрузки ХГ были проведены этим же животным и на 8 месяце лактации. Расчет Иатс показал, что у первой группы он составил 1,35, а во второй группе 1,75.

Таким образом, проведенные исследования по функциональной нагрузке на тестостеронсинтезирующую систему лактирующих коров с разным уровнем молочной продуктивности показали, что более высокие индексы активности тестостеронсинтезирующей системы наблюдались у коров с более низкой молочной продуктивностью.

3.8 Динамика живой массы, общего белка, липидов и холестерола у телочек, полученных от разнопродуктивных коров

Живая масса. Результаты взвешиваний показали, что при рождении живая масса телочек, полученных от разнопродуктивных коров, практически не отличалась.

В 6 - месячном возрасте масса животных была выше в первой группе и составила 158,0 ± 1,35 кг, а в сравниваемой группе 151,0 ± 1,27 кг. Различия отмечены как статистически достоверные (Р<0,05).

Общий белок. В ходе проведенного нами исследования было установлено, что с увеличением возраста концентрация общего белка в крови телочек постепенно увеличивается.

Показатель общего белка крови был незначительно выше у телочек, полученных от более высокоудойных коров , а в 6 - месячном возрасте различия отмечены как статистически достоверные, и составили в первой группе : 77,1± 1,8, а во второй группе 72,0± 1,6 г/л (Р<0,05).

Таким образом, можно сделать вывод о том, что концентрация белка в крови телочек с возрастом увеличивается постепенно, более высокие его уровни наблюдаются у телочек, полученных от более высокопродуктивных коров.

Общий холестерол. В ходе исследования было отмечено, что концентрация холестерола в крови телят на 1 месяце жизни имела самый низкий уровень и составила 2,7 ± 0,15 и 2,6± 0,72 ммоль/л по группам соответственно.

К 6 - месячному возрасту отмечено увеличение концентрации холестерола в обеих группах телочек в первой группе от 2,5 ± 0,20 до 3,6 ± 0,28 ммоль/л, а во второй с 2,6 ±0,23 до 3,0±0,25 ммоль/л.

Статистически достоверных различий по уровню общего холестерола в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров, не установлено (Р>0,05).

Таким образом, незначительно выше уровень общего холестерола наблюдается у телочек, полученных от более высокоудойных коров.

Общие липиды. Исследования показали, что концентрация общих липидов в крови телочек от 1 до 6 месячного возраста повышается. В первой группе с 2,7 ± 0,15 до 3,8± 0,30, а во второй с 2,6± 0,72 до 3,5 ± 0,28 г/л. Незначительно выше показатели общих липидов отмечены у телочек, полученных от более высокоудойных коров

Статистически достоверных различий по уровню общего холестерола в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров, не установлено (Р>0,05).

3.9 Активность аминотрансфераз в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров

Результаты исследования активности ACT и АЛТ в крови показали, что их изменения в связи с возрастом носили незакономерный характер. При сравнении этих показателей между группами телочек было установлено, что активность ACT была выше у телочек, полученных от высокоудойных коров. А на 3 и 4 месяце их жизни различия установлены как статистически достоверные. На 3 месяце ( 445 ± 5,1 против 427 ± 5,1 нкат/л) (Р< 0,05), а на 4 месяце (423 ± 5,2 против 408 ± 4,7 нкат/л) (Р< 0,05).

При исследовании уровня активности АЛТ в крови телочек изменения активности были такими же как и по ACT.

Статистически достоверной разницы в период исследования между

группами не установлено (Р>0,05).

Таким образом, следует отметить, что более высокая активность трансаминаз в крови,была у телочек, полученных от коров с более высокой молочной продуктивностью.

3.10 Концентрация тиреоидных гормонов в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров

Динамика изменения уровня Т4 в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров показала, что с увеличением возраста концентрация Т4 в крови телочек в обеих группах постепенно уменьшается. У телочек, полученных от коров с более высокой молочной продуктивностью, уровень Т4 был незначительно выше, чем у сравниваемой группы.

Статистически достоверных различий по уровню Т4 между группами телочек не установлено (Р > 0,05 ).

Уровень Т3 с увеличением возраста телочек от 1- до 6 месяцев, уровень возрастает.

У животных, полученных от более высокоудойных коров, уровень Тз был выше, чем у сравниваемой группы. На 6 месяце жизни различия между группами установлены как статистически достоверные (Р < 0,05).

3.11 Функциональные резервы щитовидной железы у 6 - месячных телочек, полученных от разнопродуктивных коров

Динамика концентрации Т4 в крови подопытных телочек представлена на рисунке 4.

90 80 70 60 5 50 40 30 20 10

Рисунок 4 - Динамика уровня Т4 в крови 6 - месячных подопытных телочек после введения ТТГ

Перед введением ТТГ базальная концентрация тироксина у первой группы телочек составила 34,9 ± 2,4 нмоль/л, у второй группы 35,3 ± 3,0 нмоль/л.

Через 2 часа после введения уровень Т4 в крови увеличился и достиг своих максимальных значений и составил в первой группе 68,6 ± 3,2 нмоль/л, а во второй группе 79,2 ± 3,1 нмоль/л. Расчет коэффициента ак-

тивности тиреоидных гормонов проводили по формуле, указанной в материалах и методах исследований. К этг (Т 4) составил в первой группе 0,96 , а во второй группе 1,24.

Изменения Т3 после нагрузки ТТГ были аналогичными как и по Т4. К^ (Тз) составил в первой группе 0,40 и во второй группе 0,54.

Таким образом, проведенные исследования по функциональной нагрузке щитовидной железы телочек 111 свидетельствуют о том, что телочки, полученные от более высокопродуктивных коров, имеют меньший Ка7Т.

3.12 Концентрация тестостерона в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров

Результаты проведенных исследований показали, что уровень тестостерона в крови телочек увеличивался от 1 до 6 - месячного возраста (2,5 ± 0,30 до 3,6± 0,45 нмоль/л в первой группе (2,6 ± 0,40 до 3,8±0,50 нмоль/л). Уровень тестостерона в крови телочек, полученных от менее продуктивных коров был незначительно выше, а на 6 месяце жизни различия между группами по уровню тестостерона в крови телочек, отмечены как статистически достоверные (Р<0,05).

Таким образом, концентрация тестостерона с увеличением возраста телочек повышается, а более высокий уровень его наблюдался у телочек 2 -группы.

3.13 Функциональные резервы тестостеронсинтезирующей системы у 6 - месячных телочек

Как показали результаты исследований, базальный уровень тестостерона в крови 6 - месячных телочек перед первым введением ХГ составлял в первой группе 3,6 ± 0,30, а во второй - 3,8 ± 0,40 нмоль/л. После трехкратного введения ХГ уровень тестостерона достиг своего максимального значения, как и в опытах на коровах- матерях, через 24 часа после третьего введения ХГ.

Расчёт Катсс показал, что у телочек первой группы он составил 1,0; у телочек второй группы 1,3.

Таким образом, проведенные функциональные нагрузки показали, что функциональные резервы тестостеронсинтезирующей системы у телочек, полученных от более высокоудойных коров, имеют меньший индекс активности тестостеронсинтезирующей системы как и у их матерей.

3.14 Состояние обмена веществ, щитовидной железы

и тестостеронсинтезирующей системы у 20 - месячных телок и связь этих показателей с будущей их молочной продуктивностью

Как указано в разделе «Материалы и методы исследования» была сформирована группа 20 - месячных телок в количестве 20 голов.

Всем животным были проведены функциональные нагрузки на щитовидную железу ТТГ и на тестостеронсинтезирующую систему ХГ по той же

схеме, как и лактирующим коровам, и рассчитаны коэффициенты активности тестостеронсинтезирующей системы и индексы активности тиреоидных гормонов по Тз и Т4 (таблица 2).

Кроме того, в этот же период у телок была взята кровь и в ее образцах определили концентрацию общего белка, общего холестерола, общих липи-дов, а также определили активность ACT и АЛТ. По окончании лактации между фактическими удоями и указанными показателями крови были рассчитаны коэффициенты корреляции и построены математические модели для раннего прогнозирования молочной продуктивности.

Математическая обработка материала однофакторным методом показала, что коэффициенты корреляции в данном случае имели невысокие взаимосвязи и находились в интервале от R= 0,51 до R = 0,68.

При использовании многофакторного метода коэффициенты корреляции были на уровне R = 0,80 и выше, поэтому полученныематематические модели мы рекомендуем использовать в практических целях.

Таблица 2 - Биохимические показатели крови, Иатс и Катг у 20 -

месячных телок

№ животного Общий белок крови (X,) г/л Общий холестерол крови (X 2) г/л Общие липи- ды крови (X,) ммоль /л Активность ACT (Х4) нкат/л Активность АЛТ (Х5) нкат/л Иатс (Х6) Катг (ТЗ) (Х7) Катг (Т4) (Х8) Фактический удой за лактацию (кг)

1 74 4 4 380.2 100,2 0.5 0,6 0,6 6400

2 81 4,9 4.2 550.1 150,2 0.8 0,8 0,4 7790

3 70 3,3 3.9 390.4 250,3 1.1 1 0,6 5340

4 72 4,6 3.5 300.4 230,1 0.7 0,6 0,5 6215

5 75 4,7 4.6 540.1 550,1 0.3 0.4 0,7 8440

6 81 3,7 3.4 670.4 510,4 0.8 0,3 0.4 5320

7 74 4,1 3.8 350.4 280,1 0.7 0,6 0,8 6740

8 85 4,6 4.7 550.2 680,7 0.4 0,3 0,4 8540

9 68 4,3 3.9 580.4 810,1 0.7 0,8 0,3 7900

10 72 3,6 4.4 260.1 180,2 0.9 1 0,9 5410

И 68 3,2 3.3 210.4 150,1 1.2 1,1 0,9 4320

12 74 4,9 4.5 520.4 700,1 0.3 0,4 1 6700

13 75 4,3 4.2 450.1 710,4 0.8 0,7 0,8 5840

14 74 3,9 4.6 350.7 680,6 0.3 0,4 0,3 8920

15 77 3,8 4.4 550.4 540,2 0.3 0" 0,4 7940

16 85 4,5 4.7 540.3 610,4 0.4 0,3 0,3 8730

17 81 4,3 3.3 630.7 680,1 0.3 0,4 0,4 7940

18 75 3,8 4.4 320.4 270,4 1.1 0,7 0,8 5320

19 60 3,6 3.5 260.1 200,4 1.2 0,9 1,1 4930

20 85 4,7 3.1 450.1 269,3 0.7 0,9 0,9 6400

ВЫВОДЫ

1. Показатели уровня общего белка, липидов и холестерола в крови высокоудойных коров превосходят данные менее продуктивных. Между уровнем общего белка в крови и суточными удоями установлена положи-

16

тельная корреляция в первой группе R = 0.47, а во второй R = 0,50; между общими липидами и суточными удоями R = 0,67 и R =0,65; между общим холестеролом и суточными удоями R = 0,71 и R=0,82 соответственно по группам.

2. Уровень активности трансаминаз AJIT и ACT в крови высокоудойных коров выше по сравнению с менее продуктивными. Между активностью ACT и суточными удоями установлена положительная коррелятивная связь R =0,47 и R=0,41 соответственно по группам. По AJIT в обеих группах коров коррелляция составила R =0,36.

3. Концентрация тироксина, трийодгиронина и тестостерона у высокоудойных коров ниже, чем у низкопродуктивных. Между концентрацией тироксина и суточными удоями коров установлена отрицательная коррелятивная связь. В первой группе она составила R = - 0,48, а во второй группе R = - 0,49; по трийодтиронину R = - 0,47 и R = - 0,67; по тестостерону R= -0,78 и R= - 0,76 соответственно по группам.

4. При функциональной нагрузке на щитовидную железу тиреотроп-ным гормоном коэффициенты активности тиреоидных гормонов (Кап-) были ниже у высокоудойных коров и имели одинаковую направленность на 2 и 8 месяцах лактации. На 2 месяце лактации они составили Ка1Г (Т3) - 0,66 и 0,90, К^ (Т4) - 0,39 и 0,83, на 8 месяце лактации Ка1Г (Т3)- 0,7 и 1,0, Ка1Г (Т4>-0,29 и 0,67 соответственно по группам.

5. При функциональной нагрузке на тестостеронсинтезирующую систему хорионическим гонадотропином (ХГ). Индексы активности тестосте-ронсинтезирующей системы (Иатс) у коров на 2 и 8 месяцах лактации имеют одинаковую направленность. Иетс на 2 месяце лактации у первой высокопродуктивной группы составил 2,37, во второй группе 3,41, а на 8 месяце лактации 1,35 и 1,75 соответственно.

6. Концентрация общего белка, липидов, холестерола, активность ACT и AJIT выше в крови телочек до 6-ти месячного возраста, полученных от высокопродуктивных коров, по сравнению с менее продуктивными. И имеют такую же направленность, как и у их матерей.

7. Концентрация тиреоидных гормонов (тироксина, трийодгиронина) выше в крови телочек до 6 - месячного возраста, полученных от высокоудойных коров по сравнению с низкопродуктивными, а уровень тестостерона, наоборот, ниже.

8. Расчет Катг по Т3 и Т4 при функциональной нагрузке на щитовидную железу тиреотропным гормоном (ТТГ) 6 - ти месячным телочкам показывает, что ¿„г по (Т4) в первой группе составил 0,96, а во второй 1,24, a Km-по (Т3) 0,40 и 0,54 соответственно по группам и имеют такую же направленность, как и у их матерей.

9. Функциональная нагрузка на тестостеронсинтезирующую систему хорионическим гонадотропином (ХГ) 6 - ти месячным телочкам показывает, что индексы активности тестостеронсинтезирующей системы (Иатс) были выше у телочек, полученных от менее продуктивных коров, и составили Иатс 1,3 , а в сравниваемой группе -1,0.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕД ЛОЖЕНИЯ

1. Для раннего прогнозирования молочной продуктивности голшти-

низированной черно - пестрой породы с б-ти месячного возраста рекомен-

дуется использовать следующие математические модели:

1 У = 9315,39-3790,58« Хе R = -0,84

2 У = 7693,24+ 19,6447 • X, -3578,86 • Х6 R = 0,84

3 У = 7235,74 + 433,433- Х2 -3368,0« Хб R = 0,85

4 У = 3162,0 + 1354,32« Х2 -3219,41« Х8 R = 0,83

5 У = 3162,0 + 1354,32« Х2 -3219,41« Х8 R = 0,83

6 У = 6840,7 + 548,169« Х3 - 3389,02« Хб R = 0,86

7 У = 8485,19 + 1,35304« X, -3448,27« Хб R = 0,85

8 У = 8699,57 + 0,824494« Х5 -3400,7« Хб R = 0,85

9 У = 9265,09 -3982,13« Х6 +285,077« Х7 R = 0,84

10 У = 9997,54 -3015,7« X« -1928,3« Х8 R = 0,89

11 У = 3657,53 -8,65016«Xi +1404,01« Х2 - 3299,26« X 8 R = 0,83

12 У = 6607,36 +10,0495« Xi +391,445« Х2 - 3300,63« X 6 R = 0,85

13 У = 2587,66 +1081,26« Х3 +2,9033« Х4 - 2341,11« X 8 R = 0,81

14 У = 5123,18 +617,615« Х3 +1,79927« Х4-2882,95« Х6 R = 0,87

15 У = 328,059 +1176,22« Х2+838,569« Х3-2899,05«Х 8 R = 0,88

16 У = 4642,63 +448,926« Х2 +557,933« Х3- 2944,18« X 6 R = 0,87

17 У = 328,059+1176,22« Х2 +838,569« Х3 -2899,05« X 8 R = 0,88

где, У - прогнозируемый удой

X,- общий белок крови

x2- общий холестерол крови

X3- общие липиды крови

x4- активность ACT

x5- активность АЛТ

x6- И

x7- Катт (Тз)

X8- Катт (Т4)

R - коэффициент корреляции

2. Полученные результаты исследований рекомендуется использовать в учебном процессе сельскохозяйственных вузов по дисциплинам «Физиология сельскохозяйственных животных», и «Разведение сельскохозяйственных животных».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России 1. Бунцева Е.Г. Функциональные резервы щитовидной железы у лак-тирующих коров в разные фазы лактации / Е.Г. Бунцева, В.И. Ерёменко // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. -№3.- С.61-62.

2. Бунцева Е.Г. Динамика аминотрансфераз, общего белка и функции щитовидной железы у коров с разной молочной продуктивностью / Е.Г. Бунцева, В.И. Ерёменко // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2012. - №6.- С.62-64.

Публикации в других изданиях

3. Бунцева Е.Г. Динамика тироксина в крови у высоко- и низкопродуктивных коров черно - пестрой породы/ Е.Г. Бунцева // Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию образования кафедры кормления, разведения и генетики сельскохозяйственных животных Брянской ГСХА. - Брянск, 2012. - С. 10-11.

4. Бунцева Е.Г. Изменение концентрации общего белка и трийодги-ронина в крови у разнопродуктивных коров/ Е.Г. Бунцева, В.И. Ерёменко // Материалы Международной научно - практической конференции «Агропромышленный комплекс: контуры будущего». - Курск, 2012. - С.34-36.

5. Бунцева Е.Г. Динамика холестерола в крови лактирующих коров/ Е.Г. Бунцева, В.И. Ерёменко// Материалы международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения».- Белгород, 2012.- С 2728.

6. Бунцева Е.Г. Концентрация тестостерона в крови лактирующих коров с разным уровнем молочной продуктивности / Е.Г. Бунцева// Материалы Международной научно-производственной конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе». - Белгород, 2012.-С. 56.

7. Бунцева Е.Г. Динамика липидов в крови лактирующих коров с разной молочной продуктивностью/ Е.Г. Бунцева, В.И. Ерёменко // Материалы Международной научно-практической конференции «Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО»,- Смоленск, 2012.-С. 46-47.

8. Бунцева Е.Г. Метаболические показатели крови у лактирующих коров с разным уровнем молочной продуктивности / В.И.Еременко, Е.Г. Бунцева, Е.Л. Попова // Материалы Международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы ветеринарии и интенсивного животноводства, посвященной памяти доктора ветеринарных наук, профессора Ткачева Анатолия Алексеевича»,- Брянск, 2013.- С. 23-24.

9. Ротмистровская Е.Г. Функциональные резервы тестостеронсинте-зирующей системы у телят, полученных от разнопродуктивных коров. Ротмистровская Е.Г.// Материалы Международной научно - практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» — Курск, 2014,-С. 281-282.

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 № 112.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ротмистровская, Елена Геннадьевна, Курск

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЗЕРВЫ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ И ТЕСТОСТЕРОНСИНТЕЗИРУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ У КОРОВ С РАЗНОЙ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ И ИХ ТЕЛЯТ

РОТМИСТРОВСКАЯ Елена Геннадьевна

03.03.01 - физиология

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор

В.И. Ерёменко

Курск-2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 5

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10

1.1 Роль эндокринной системы в обмене веществ и продуктивности животных 10

1.2 Значение тестостерона в организме животных 15

1.3 Роль щитовидной железы в организме животных 21

1.4 Прогнозирование молочной продуктивности крупного рогатого скота 34

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИИСЛЕДОВАНИЙ 40

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 44

3.1 Динамика суточных удоев у подопытных лактирующих коров 44

3.2 Уровень общего белка в крови лактирующих коров с разной молочной продуктивностью 45

3.3 Динамика общих липидов в крови лактирующих коров 48

3.4 Динамика общего холестерола в крови лактирующих разнопродуктивных коров 50

3.5 Динамика активности аминотрансфераз в крови лактирующих коров 53

3.6 Динамика тиреоидных гормонов в крови лактирующих коров

с разной молочной продуктивностью 57

3.7 Функциональные резервы щитовидной железы у коров с

разным уровнем молочной продуктивности по фазам лактации 61

3.8 Динамика концентрации тестостерона в крови лактирующих коров 67

3.9 Функциональные резервы тестостеронсинтезирующей

системы у лактирующих коров на пике и в конце лактации 70 ЗЛО Динамика живой массы телочек, полученных от

разнопродуктивных коров 81

»

3.11 Динамика общего белка в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 82

3.12 Уровень общего холестерола в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 84

3.13 Динамика общих липидов в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 85

3.14 Активность аминотрансфераз в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 87

3.15 Концентрация тиреоидных гормонов в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 90

3.16 Функциональные резервы щитовидной железы у телочек, полученных от разнопродуктивных коров 93

3.17 Концентрация тестостерона в крови телочек, полученных от разнопродуктивных коров 95

3.18 Функциональные резервы тестостеронсинтезирующей

системы у 6 -месячных телочек 97

3.19 Состояние обмена веществ, щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у 20 - месячных телок и связь

этих показателей с будущей их молочной продуктивностью 100

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122

ВЫВОДЫ

132

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 134

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 136

ПРИЛОЖЕНИЯ 166

(

Перечень используемых в работе сокращений

КАТС- коэффициент активности тестостеронсинтезирующей системы ИАтг - индекс активности тиреоидных гормонов Т з - трийодтиронин Т 4-тироксин

ТТГ - тиреотропный гормон ХГ - хорионический гонадотропин ACT - аспартатаминотрансфераза AJIT - аланинаминотрансфераза

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность выбранной темы. Эффективная селекционная работа в молочном скотоводстве на современном этапе ее развития невозможна без комплексного использования в ней не только зоотехнических методов, но и интерьерных показателей животного.

В этом перспективном и актуальном направлении селекции животных с использованием показателей крови имеется ряд научных исследований, которые проводились в разные годы (В.А. Першин, 1962; Л.С. Жебровский, 1969, 1973; П.Ф. Солдатенков,1976; М.Т. Таранов,1976; В.П. Радченков, 1984; Е.В. Бутров, В.А. Матвеев,1989; Р. О. Кертиев, 1996; В.П Кулаченко, 1997).

Имеются исследования, в которых показана коррелятивная зависимость между уровнем молочной продуктивности и отдельными биохимическими показателями крови (Л.С. Жебровский, 1971; Е. В. Бутров, В.А. Матвеев, 1989; В.Б. Дмитриев, 1998; В.И. Ерёменко, 1999, 2000, 2006; В.М. Кретова, 2007; В.И. Ерёменко, 2008, 2010; Ю.Ю. Вострухина, 2010).

Однако использование в прогнозировании таких показателей далеко не всегда приносит желаемые результаты, так как часто тот или иной показатель отражает лишь кратковременную метаболическую картину животного.

Поэтому в селекционной работе необходимо все больше использовать не только отдельные тесты, а целую систему различных показателей, что позволит повысить уровень прогноза будущей продуктивности животных.

Все это свидетельствует о том, что необходимы глубокие исследования в области физиологии и биохимии, которые будут направлены на раскрытие стойких механизмов в индивидуальном развитии животного.

Разноречивость и противоречивость результатов связаны также с тем, что биохимические показатели крови имеют высокую вариабельность (особенно эндокринные показатели). Поэтому изучение различных регуляторных механизмов, которые напрямую связаны с продуктивными

показателями животных, должны проводиться через узловые регуляторные системы, особенно такие, как эндокринная система (щитовидная железа, кора надпочечников, тестостеронсинтезирующая система и др.).

Для определения оценки функциональной активности эндокринной железы, как правило, проводят определение базального уровня того или иного гормона. Однако, уровень гормона в крови не всегда объективно отображает реальное функциональное состояние железы, поэтому определяют функциональные резервы эндокринной железы с помощью метода функциональных нагрузок (В.П. Радченков, 1987; В.А. Матвеев, А.И. Дюкар, 1992; В.И.Еременко, 2000, 2003; В.М. Дюмина (В.М. Кретова), 2006; Д.А. Меченков, 2008, 2009; В.И.Ерёменко, 2010; Ю.Ю. Вострухина, 2011).

В этой связи определение показателей функциональных резервов щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы в комплексе с метаболитами крови, которые непосредственно взаимосвязаны с уровнем молочной продуктивности, позволит разработать надежные тесты для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота, что является актуальным.

Цель и задачи исследования. Целью данной диссертационной работы было определение функционального состояния тестостеронсинтезирующей системы, щитовидной железы и показателей обмена веществ у разнопродуктивных коров и их телочек, а также разработка математических моделей с использованием изучаемых показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота черно -пестрой породы.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить уровень общего белка, холестерола, липидов, активности AJIT, ACT в крови лактирующих коров черно - пестрой породы с разным уровнем молочной продуктивности.

2. Определить уровень гормонов : тироксина, трийодтиронина и тестостерона в крови лактирующих коров черно - пестрой породы с разным уровнем молочной продуктивности.

3. Установить функциональные резервы щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у разнопродуктивных коров.

4. Изучить метаболический и гормональный статус, функциональные резервы щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у телочек, полученных от разнопродуктивных коров.

5. Разработать математические модели с использованием полученных показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности коров.

Научная новизна работы. Впервые проведено комплексное изучение метаболических и гормональных показателей, а также функциональных резервов щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у разнопродуктивных коров и их телочек. Разработаны математические модели с использованием полученных показателей для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупнорогатого скота черно - пестрой породы.

Теоретическая и практическая значимость работы. Состоит в том, что полученные результаты исследования расширяют научное представление об особенностях метаболического и гормонального статуса, а также функциональных резервах щитовидной железы и тестостеронсинтезирующей системы у разнопродуктивных коров черно - пестрой породы и их телочек. Полученные математические модели могут быть использованы для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота черно -пестрой породы.

Апробация и реализация результатов научных исследований.

Основные положения диссертационной работы были доложены на 7 научных конференциях:

- Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию образования кафедры кормления, разведения и генетики

7

сельскохозяйственных животных Брянской ГСХА ( 18-19 октября 2012 г.). -Брянск, 2012.

Международной научно - практической конференции «Агропромышленный комплекс: контуры будущего» (14-16 ноября 2012 г.) . -Курск, 2012.

- Международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (20-21 ноября 2012 г.). - Белгород, 2012.

- Международной научно-практической конференции «Развитие аграрного сектора в условиях вступления России в ВТО» (28 ноября 2012 г.).-Смоленск, 2012.

Международной научно-производственной конференции «Инновационные пути развития АПК на современном этапе» (14- 16 мая 2012 г.). - Белгород, 2012.

Международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы ветеринарии и интенсивного животноводства, посвященной памяти доктора ветеринарных наук, профессора Ткачева Анатолия Алексеевича» (1-2 октября 2013 г.).- Брянск, 2013.

- Международной научно - практической конференции «Научное обеспечение агропромышленного производства» (29-31 января 2014 г.). -Курск, 2014.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 165 страницах основного текста, содержит 7 рисунков, 44 таблицы. Список литературы включает 276 источников, в том числе 63 иностранных авторов.

Публикации результатов исследования. По материалам диссертации опубликовано 7 статей и 2 статьи опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ Министерства образования и науки.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) уровень общего белка, общего холестерола и общих липидов, а также активность AJIT и ACT в крови более высокоудойных коров выше и положительно коррелируют с величиной суточных удоев;

2) уровень тироксина, трийодтиронина и тестостерона у высокоудойных коров ниже, чем у низкоудойных и отрицательно коррелирует с величиной суточных удоев;

3) коэффициенты активности тиреоидных гормонов и индексы активности тестостеронсинтезирующей системы у высокоудойных коров ниже, чем у низкопродуктивных, и отрицательно коррелируют с уровнем молочной продуктивности коров;

4) уровень общего белка, общего холестерола и общих липидов, а также активность AJIT, ACT выше в крови телочек, полученных от высокоудойных коров;

5) уровень тироксина, трийодтиронина и тестостерона в крови телочек имеет такую же направленность, как и у их матерей;

6) функциональные резервы щитовидной железы у телочек, полученных от более высокоудойных коров, имеют меньший коэффициент активности тиреоидных гормонов;

7) функциональные резервы тестостеронсинтезирующей системы ниже у телочек, полученных от более высокоудойных коров, и имеют меньший индекс активности тестостеронсинтезирующей системы;

8) математические модели для раннего прогнозирования молочной продуктивности крупного рогатого скота черно - пестрой породы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Роль эндокринной системы в обмене веществ и продуктивности

животных

Регуляция основных физиологических функций в организме происходит за счет влияния гормонов на органы и клетки организма. Гормоны оказывают мощное биологическое действие на рост различных органов и тканей, а также влияют на дифференцировку тканей организма, участвуют в процессах обмена веществ. Эти вещества выделяются одной или несколькими эндокринными железами, могут действовать как синергисты или антагонисты (В.Л. Владимиров, 1974).

Для всех гормонов характерны следующие характеристики: наличие специализированной железы или клетки, вырабатывающей данный гормон. Выделение гормона непосредственно в кровь и транспортировка его к органу - мишени, а также способность специфически воздействовать на ткани и органы- мишени при незначительных концентрациях их в крови (H.A. Юдаев, 1980).

Эндокринная система осуществляет основную роль в процессах обмена веществ, скорости синтеза белков, углеводов, жиров. Эндокринная система через выделяемые ею гормоны оказывает влияние на специфические клетки -мишени. Образующиеся в организме различные гормоны, ферменты и белки являются специфичными и оказывают регулирующее влияние на различные метаболические процессы (Д. Теппермен, 1989; J.W. Blum, Р. Кипа, W. Scheider, 1979; М. Assane, A. Sere, 1990).

Гормоны принимают участие в регуляции активности всех клеток организма. Воздействуя на органы-мишени, они вызывают в них значительные физиологические изменения. У гормона может быть несколько органов-мишеней, и вызываемые им физиологические изменения могут сказываться на целом ряде функций организма (Б.В. Алёшин, В.И. Губский,

1983; В.Б. Дмитриев, 1998).

В научной литературе имеется достаточное количество работ, указывающих на мощное воздействие различных гормонов на метаболические процессы, происходящие в организме животного (В.Т. Головань, 1972; М.Е. Зельцер, 1988; В.И. Георгиевский, 1990; П.Д. Дейвис, 2000; J.W. Blum et al., 1983; Н. Bonsack, 1992).

В организме связь между клетками, органами и тканями происходит следующим образом: нервные клетки получают сигналы, которые поступают из внешней и внутренней среды и преобразуют их в нервные импульсы и синапсы, так же и эндокринная система через эндокринные железы выделяет в кровь гормоны, влияя на органы - мишени (JI.C. Жебровский, 2002).

После того как гормон соединится с рецептором, в клетке запускается целая система биохимических реакций, которые воздействуют на синтетический аппарат клетки и приводят в итоге к перестройке ее работы: усилению или прекращению синтеза различных веществ, изменению проницаемости клеточной мембраны (В.А. Ткачук, 1983).

По данным литературы механизм действия гормонов полностью является не изученным. Однако установлено, что после синтеза гормоном железой он попадает непосредственно в кровь. В крови гормоны связываются со специфическими белками переносчиками - альбуминами и только лишь 5 % гормона в крови остается в свободном виде. К органам и тканям гормоны доставляются кровотоком. Физиологическое действие гормона начинает осуществляться после его контакта к этому гормону рецепторами. С кровотоком гормон доставляется ко всем органам и тканям и контактирует с ними. Однако его специфическое действие начинается после соединения с чувствительными к этому гормону рецепторами (H.A. Юдаев, 1980; В.А. Ткачук, 1983).

Активность эндокринной системы зависит от способности желез внутренней секреции выделять определенное количество гормонов, а также

зависит от скорости и способности белков крови к транспортировке гормонов к органам - мишеням. Обычно гормоны связываются белковыми фракциями крови (альбумины, глобулины, преальбумины) и транспортируются ими во все органы и системы. В организме вырабатывается большое количество гормонов, ферментов и других белков, являющихся специфичными и регулирующих процессы метаболизма и роста (С.И. Плященко, 1974; C.B. Шаталов, 1983; B.C. Грачев, 2002).

Белковые молекулы построены из множества полипептидных цепочек, которые, в свою очередь, состоят из аминокислотных остатков. В зависимости от последовательности пар оснований в генах зависят свойства ферментов, а также и белков, которые синтезируются в организме. В связи с этим информация, которая закодирована в генах, является программой, которая определяет свойства всех белков, ферментов и гормонов данного организма, а гены как носители наследственной информации определяют не только специфику белков, но и участвуют в их синтезе. Поэтому можно предположить, что индивидуальные различия животных в различных проявлениях, в том числе и продуктивных, а также различные патологии в организме связаны с эндокринной системой, активностью ферментов и в конечном итоге с уровнем обмена веществ. Поэтому, чтобы регулировать эти процессы, необходимо учитывать породную и индивидуальную наследственную особенность животных (И.П. Битюков, 1995; В.В. Алифанов, 1999).

Уровень гормонов в организме зависит от множества факторов внешней и внутренней среды: температуры среды, поражения радиацией, питания, пола, наличия особей другого пола. Так, например, содержание большинства видов животных в помещениях с определенной постоянной температурой не влияет на их сезонное изменение обмена веществ. Также в период размножения животных выделение половыми железами гормонов в большинстве случаев зависит от длины светового дня (В.В. Валяжников,

1981; А.Е. Болгов, 1982; И.Ф. Гор