Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Комплексное использование крапивы и лецитина для коррекции нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Комплексное использование крапивы и лецитина для коррекции нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса"

На правах рукописи

БОНДАРЕНКО ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРАПИВЫ И ЛЕЦИТИНА ДЛЯ КОРРЕКЦИИ НАРУШЕНИЙ В ОКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЕ У ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ КОРОВ В УСЛОВИЯХ ПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА

03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

5 ДЕК 2013

Курск-2013

005541581

005541581

Диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВГТО «Орловский государственный аграрный университет».

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Ярован Наталья Ивановна

Официальные оппоненты: Шапошников Андрей Александрович

доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой биохимии и фармакологии ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

Миненков Николай Александрович

кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии и кормления ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова»

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-

исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии» Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «24» декабря 2013 г. в 9.00 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 ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова».

Автореферат диссертации опубликован на официальном сайте ФГБОУ ВПО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова» и на Итнетнет-сайте ВАК: http://vak2.gov.ru.

Автореферат разослан октября 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета — Рыжкова Галина Федоровна

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Увеличение продуктивности животных за счет внедрения промышленного производства часто приводит к метаболическим нарушениям в организме, так как технология содержания животных в условиях промышленного комплекса не соответствует генетически обоснованным физиологическим возможностям. Современные промышленные технологии содержания животных сопровождаются влиянием стрессов различной природы [H.H. Шпоганяч, 2009; М.С. Собакарь, 2010; В.А. Сафонова, 2011; Е.А. Корочкина, 2012].

Одним из звеньев проявления механизма стресс-реакций является усиление процессов пероксидации и снижения антиоксидантной защиты, способных существенно снизить устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов и усугубить течение различных заболеваний, что приводит к дополнительным нарушениям физиолого-биохимического гомеостаза, снижению продуктивности, сроков хозяйственной эксплуатации и требует применения антиоксидантной терапии [В.А. Курашвили, Л. Майлэм, 2001; Н.И. Ярован, A.B. Шатилов, 2007; И.В. Сидоров, 2008].

В последнее время в качестве антиоксидантов используются различные препараты антиоксидантной защиты, но без учета механизма их действия [М.В. Кения, 1993; В.В. Рогожин, 2004; Н.П Чеснокова, Е.Е. Дубинина 2006; A.B. Шатилов, 2007], однако каждый антиоксидант работает по своему механизму и при его недостатке или отсутствии применение антиоксидантов с другими механизмами действия не всегда эффективно, а может быть и вредно. В связи с этим актуальным является оценка не только общей антиокислительной активности, но и отдельных составляющих этой системы.

В настоящее время учеными достаточно широко изучаются высокомолекулярные антиоксиданты [С. А. Ельчанинова, 2003; И.Д. Шелякин, 2008; Я.С.Макарова, 2010; А.Г. Нежданов, М.Н. Герасименко, 2012], представленные ферментами, тогда как изучение низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты - токоферолов, аскорбиновой кислоты, ß-каротина и фосфолипидов, остаются мало изученными. В связи с вышеизложенным актуальными являются вопросы изучения

низкомолекулярных представителей антиоксидантной защиты у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса и разработка способа коррекции выявленных нарушений.

Целыо работы являлось изучение представителей низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты, в частности витаминов-антиоксидантов и фосфолипидов, а также других показателей биохимического статуса у высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса, разработка способа профилактики и коррекции выявленных нарушений с использованием крапивы и лецитина.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1) Произвести оценку показателей низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты (витаминов Е, С, -каротина, фосфолипидов) и

других показателей биохимического статуса в крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного содержания.

2) Изучить влияние крапивы и лецитина на показатели низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты (витаминов Е, С, /? -

каротина, фосфолипидов) и другие показатели биохимического статуса у высокопродуктивных коров.

3) Разработать способ коррекции нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе и других показателей биохимического статуса у высокоудойных коров в условиях промышленного комплекса с использованием средств природного происхождения (крапивы и лецитина).

Научная новизна работы заключается в том, что у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды установлен окислительный стресс на фоне нарушений низкомолекулярного звена антиоксидантой защиты. Впервые в качестве средств антиоксидантного действия для высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса предложено использование крапивы и лецитина.

Теоретическая значимость получены новые данные о состоянии низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса. Дано научно-теоретическое обоснование и показана целесообразность применения крапивы и лецитина в качестве средств антиоксидантного действия.

Практическая значимость работы состоит в том, что на основе полученных результатов у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды установлено снижение уровня низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты и разработан способ коррекции выявленных нарушений с использованием крапивы и лецитина. Показано положительное влияние крапивы и лецитина на физиолого-биохимический статус, молочную продуктивность и качество молока.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены и обсуждены на V Международной научно-практической Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел 2012); на Региональной научно-практической конференции молодых ученых «Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей» (Орел, 2012); на 15-ой Международной конференции посвященной Василию Матвеевичу Горбатову «Мясная промышленность приоритеты развития и функционирования» (Орел, 2012), на VII Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2013); Международной научно-практической конференции «Животноводство России в условиях ВТО: от фундаментальных и прикладных исследований до высокопродуктивного производства» (Орел, 2013); на VI заочной Международной научно-практической интернет - конференции Инновационные фундаментальные и

прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству (Орел, 2013); участвовала в конкурсах: на лучшую научно-исследовательскую работу ОрелГАУ «Инновации молодых ученых - в агропромышленный комплекс» (2013); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в номинации «Сельскохозяйственные науки» (Курск, Орел).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, приложений и списка литературы, включающего 221 источников, в том числе 48 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 18 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту:

• у высокоудойных коров голштинской черно-пестрой породы в условиях промышленного комплекса установлен окислительный стресс на фоне нарушений низкомолекулярного звена антиоксидантой защиты и других показателей биохимического статуса;

• при использовании крапивы и лецитина у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса в качестве средств антиоксидантного действия нормализуется состояние оксидантно-антиоксидантной системы и других показателей биохимического статуса;

• использование в кормлении высокоудойных коров крапивы и лецитина приводит к повышению молочной продуктивности и улучшению качества молока;

• способ коррекции оксидантно-антиоксидантного статуса у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Диссертационная работа выполнена в период с 2011 по 2013 годы в ЗАО АПК «Орловская Нива» СП «Комплекс по производству молока Сабурово» Орловской области, в лабораторных условиях кафедры химии, в инновационном научно — исследовательском испытательном центре ФГБОУ ВПО Орел ГАУ, в ФГУ «Орловский референтный центр Россельхознадзора» в соответствии с государственной научно-исследовательской программой «Развитие АПК» на 2013-2020г. и отвечает пункту V «Развитие приоритетных подотраслей сельского хозяйства».

Объектами исследований являлись коровы голштинской черно-пестрой породы 2-ой лактации. Условия содержания и кормления коров соответствовали зоотехническим нормам, рекомендованным РАСХН (2004).

Все группы животных формировались с учетом физиологического состояния по принципу пар-аналогов. Условия содержания, кормления и ухода, в которых находились животные опытных и контрольных групп, были

одинаковыми. Материалом для исследования являлись биологические жидкости: кровь, молоко. Исследования выполнялись согласно схеме, представленной на рис. 1.

Экспериментальная часть работы состояла из двух серий опытов. В первой серии опытов проводилась оценка состояния системы ПОЛ-АОС, в в особенности низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты, и других показателей биохимического статуса у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса. Во второй серии опытов для нормализации выявленных нарушений в низкомолекулярном звене антиоксидантной защиты и биохимического статусе в целом у высокопродуктивных коров использовали крапиву и лецитин.

Крапива двудомная - многолетнее сорное растение семейства крапивных. В листьях крапивы содержится значительное количество витаминов-антиоксидантов: аскорбиновой кислоты (229,3 мг/%), витамин Е (60мг/%), 0-каротина (420мг/%) и других витаминов и минеральных веществ [Р. Ахмедханова, 2003; JI.B. Резниченко, 2004; А.В. Коробов, и др, 2007- О В Журба, М.Я., 2008].

Лецитин - натуральный продукт, полученный из растительного масла. Участвует в реакции образования эфиров холестерина, тормозит пероксидацию липидов, является поставщиком холина, способствует лучшей усвояемости жирорастворимых витамином [Ю.П. Успенский, 2009].

Активность свободнорадикального (перекисного) окисления липидов оценивали по уровню МДА в сыворотке крови (метод Э.Н. Коробейниковой, 1989). О состоянии антиоксидантной защиты судили по изменению активности ЦП и уровню низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты. ЦП определяли экспресс-методом по З.В.Тэну, 1981; мощность низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты определяли по концентрации витамина Е с аа - дипиридилом, аскорбиновой кислоты по И.П. Кондрахину, 2004, Р-каротина по Кари и Прейсу в модификации Юдкина, фосфолипидов по Бартлетту - Ушеру [И.П. Кондрахин, 2004].

Активность ферментов АЛТ, АСТ, ЛДГ, ЩФ, содержание общего белка, общих липидов, общего билирубина, мочевины, холестерина, глюкозы определяли на биохимическом анализаторе Saphire 400 с использованием стандартных наборов реактивов фирмы «BioSistems». Гематологические показатели (количество эритроцитов, лейкоцитов гемоглобина) определяли на анализаторе Abacus junior vet.

В ходе проведенных исследований оценивали также молочную продуктивность коров методом контрольных доек. Массовою долю жира и массовую долю белка в молоке определяли с помощью ультразвукового анализатора «Лактан 1-4» (Россия).

Экспериментальные данные обработаны с использованием критерия Стьюдента и коэффициента корреляции в компьютерной программе Microsoft Office Excel 2007.

Рис.1 - Схема эксперимента

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Интенсивность процессов липопероксидации и уровень антиоксидантной защиты у высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

В результате физиолого-биохимического обследования животных на 1-ом этапе эксперимента, нами были выявлены нарушения в системе ПОЛ-АОС (рис. 2, 3).

группа 1 группа 2 (коровы референтные

(глубокостельные) 2-е недели после значения

отела)

Рис. 2 - МДА в сыворотки крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

группа 1 группа 2 (коровы референтные

(глубокостельные) 2-е недели после значения отела)

Рис. 3 - ЦП в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Установлено, что у коров обеих групп уровень МДА был выше физиологической нормы, причем наиболее высокое его содержание у коров после отела (2-я группа). Активность ЦП во 2-ой группе была ниже, чем у коров 1-ой. Выявленный высокий уровень свободнорадикального окисления (МДА,=0,62 мкмоль/л; МДА2=0,69 мкмоль/л) и низкая активность естественной антиоксидантной системы (ЦП. = 1,96 мкмоль/л; ЦП2 =1,85мкмоль/л) у коров позволяет говорить о наличии у них окислительного стресса.

Окислительный стресс протекал на фоне нарушений

низкомолекулярного звена антиоксидантнй защиты: витаминов Е, С, |3-каротина и фосфолипидов (рис. 4, 5, 6, 7).

группа 1 группа 2 (коровы референтные

(глубокостельпые) 2-е недели после значения

отела)

Рис. 4 - Содержание витамина Е в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Полученные данные показали, что содержание витамина Е в 1 -ой и 2-ой опытных группах было ниже физиологической нормы на 25,6% и 36,3%. Снижение уровня витамина Е возможно происходит за счет использования его в организме коровы как мембранного антиоксиданта на ингибирование процесса образования синглентного кислорода, супероксид-анионов, гидроксильного и пероксидных радикалов.

35,72

группа 1 группа 2 (коровы 2-е референтные

(глубокостельные) недели после отела) значения

Рис. 5 - Содержание витамина С в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

В ходе проведенных нами исследований было установлено, что содержание витамина С в 1-й и 2-й группах составило 35,72 мкмоль/л и 34,00 мкмоль/л, соответственно, что является нижней границей физиологической нормы. Причиной снижения уровня витамина С может стать или нарушение его синтеза, или увеличившаяся потребность в нем [Н.П. Буряков, 1997].

-------а,415

группа 1 фуппа 2 (коровы 2-е референтные

(глубокостельные) недели после отела) значения

Рис. 6 - Содержание /?-каротина в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекс

Большое значение среди антиоксидантов низкомолекулярного звена отводится (3-каротину. p-каротин является основным источником витамина А. [Н.А Коровина и др., 2003], поглощает АФК и уменьшает содержание чужеродных агентов в организме, защищает от пероксидации липиды, может уменьшать содержание в крови гидроперекисей, поддерживать в стабильном состоянии мембраны, является гасителем синглентого кислорода [А.К. Тихазе и др., 1999; О.Ю. Катинова, Е.В. Ших, 2009].

Содержание (3-каротина в 1-й и 2-й группах составило 0,415мг/% и 0,393мг/%, соответственно. Данные показатели являются нижней границей нормы.

Фосфолипиды также являются представителями низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты. Они уменьшают доступ кислорода к мембранам, что снижает скорость образования свободных радикалов.

Уровень общих фосфолипидов у глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела был ниже физиологическых значений на 33,1% и 35,2% (рис. 7).

группа 1 группа 2 (коровы группа 3

(глубокостельные) 2-е недели после (референтные отела) значения)

Рис. 7 - Содержание общих фосфолипидов в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

У высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса отмечены так же нарушения в показателях холестерина, общих липидов, глюкозы, общего белка.

Табл. 1 - Показатели липидного, углеводного и белкового обмена в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

Показатели Физиологич. норма Группы животных

Глубокостельные коровы Коровы 2-е недели после отела

Общие липиды, г/л 3,5-5,0 2,82±0,01 4,10±0,01

Холестерин,мМолъ/л 1,3-4,42 4,53±0,03 5,11 ±0,01

Глюкоза, мМоль/л 2,22-3,33 1,73±0,02 1,90±0,01

Так у глубокостельных коров отмечено снижение общих липидов на 19,4%, повышение холестерина на 2,5%, глюкозы 22,1%,у коров после отела повышение холестерина на 15,6%, глюкозы на 14,4%.

В свободно-радикальной патобиохимии играют большое значение показатели активностей ACT и АЛТ, ЛДГ, ЩФ. Известно, что под влиянием стресс-факторов, вызывающих дисфункцию или деструкцию клеток, активность этих ферментов в сыворотке крови значительно увеличивается. Результаты наших исследований представлены в табл. 2.

Табл. 2 - Активность ферментов АЛТ, ACT, ЛДГ, ЩФ в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

Показатели Физиологич . норма Группы животных

Глубокостельн ые коровы Коровы 2-е недели после отела

АЛТ, нкат/л 21,7-500,1 264,05±5,48 287,60±3,09

ACT, нкат/л 183,4-983,5 337,67±4,61 412,67±6,25

ЛДГ, мккат/л 1,98-14,2 1,66±0,93 1,95±0,94

ЩФ, мккат/л До 1,67 1,70±0,02 1,92±0,01

Активность ферментов АЛТ и ACT во 2-й опытной группе была выше, чем в 1-й. Активность ЛДГ во 2-й группе находилась в пределах физиологической нормы, в 1-й опытной группе была ниже референтных значений на 16,2%. Активность ЩФ в 1-ой и 2-ой опытных группах была выше референтых значений на 1,8% и 15,0% соответственно.

Интенсивность стрессорного воздействия по мнению Ковтуненко А.Ю. (2012) может характеризовать содержание билирубина, который образуется из гемоглобина разрушенных эритроцитов.

В наше эксперименте установлено, что содержание общего билирубина в сыворотке крови у коров 1-й и 2-й групп составило 4,63 мкмоль/л и 4,84 мкмоль/л соответственно, что является верхней границей нормы (0,2-5,1 мкмоль/л) — рис. 8.

X ■ •......м.~

с 5 2 Y / ________ 4.84 .

¡ J ^...........

4,2 ----------—r-----,--——

группа 1 группа 2 (коровы референтные (глубокостельные) 2-е недели после значения отела)

Рис. 8 - Общий билирубин в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Нами выявлено также у этих коров снижение уровня мочевины (рис. 9). Содержание мочевины в 1-й и 2-й опытных группах составило 3,28 ммоль/л и 3,07 ммоль/л, что ниже физиологической нормы на 0,6% и на 7,0% (3,3-6,7 ммоль/л).

группа 1 группа 2 (коровы 2- референтные (глубокостельные) е недели после значения

отела)

Рис. 9 - Мочевина в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Регулятором потока кислорода к тканям и активности свободорадикальных процессов в организме могут быть, по мнению Куликова A.B. (2005), эритроциты и гемоглобин. Результаты наших исследований представлены в табл. 3.

Табл. 3 - Гематологические показатели у высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Показатели Физиолог, норма Группы животных

Глубокостельные коровы Коровы 2-е недели после отела

Гемоглобин, г/л 90-120 105,6±0,79 94,5±0,59

Эритроциты, 10и/л 5-7,5 5,3±0,06 4,7±0,06

Лейкоциты, 10у/л 6-10 9,3±0,3 6 9,9±0,0 6

Гемоглобин у обеих групп животных находился в пределах нормы. Однако у во 2-й группе был, ниже чем в 1-й на 11 г/л. Также во 2-й группе было выше количество лейкоцитов на 0,6 109/л, а уровень эритроцитов был ниже референтных значений на 6%.

Содержание минеральных элементов в сыворотке крови опытных групп представлено в табл. 4.

Табл. 4 - Содержание микроэлементов в сыворотке крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса

Показатели Физиолог. Норма Группы животных

Глубокостельные коровы Коровы 2-е недели после отела

Медь, Мкмоль/л 14,16-17,31 9,80±0,02 9,61+0,02

Марганец, Мкмоль/л 1,20- 4,51 3,48±0,01 2,13+0,01

Цинк, Мкмоль/л 46,2-77 27,15+0,12 21,51+2,22

Железо, Мкмоль/л 17,9-28,6 17,13+0,16 15,82+0,05

Кобальт, Мкмоль/л 0,51-0,85 0,52+0,01 0,51+0,01

Содержание меди, цинка, железа было ниже референтных значений в 1 -ой и 2-й группе на 30,8% и 32,1%; 41,2% и 53,4%; 4,3% и 11,6% соответственно. Марганец и кобальт в обеих группах находились в пределах физиологической нормы.

3.2 Коррекция низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты

и других показателей биохимического статуса с использованием крапивы н лецитина в качестве средств антиоксидантного действия у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

Во второй серии опытов для нормализации выявленных нарушений в низкомолекулярном звене антиоксидантной защиты и других показателях биохимического статуса в целом у высокопродуктивных коров использовали крапиву и лецитин.

В зависимости от комбинации добавок, вносимых в рацион животных, было сформировано 8 групп коров: контрольные - 1-ая - (глубокостельные животные) и 5-ая - (коровы 2-недели после отела), опытные:2-ая — глубокостельные коровы, получавшие основной рацион (ОР)+лецитин, 3-я — глубокостельные (ОР+крапива), 4-я - глубокостельные (ОР+крапива+лецитин), 6-я - коровы 2-недели после отела (ОР+лецитин), 7-я - коровы 2-недели после отела (ОР+крапива),8-я - коровы 2-недели после отела (ОР+крапива+лецитин). Лецитин в рацион коров добавлялся из расчета 15 г на 100 кг живой массы, крапива 50 г на 100 кг ежедневно 1 раз в день. Общее количество животных, задействованных в эксперименте - 70 голов.

Результаты исследованний системы ПОЛ-АОС у высокопродуктивных коров при включении в кормление лецитина и крапивы (табл. 5)

Табл. 5 - Показатели системы ПОЛ-АОС у высокопродуктивных коров при использовании в кормлении лецитина и крапивы, (М±ш)

Группы Показатели 1-й день эксперимента 14-й день эксперимента 29-й день эксперимента

Контроль (группа 1 -глубокостельные: ОР) МДА Мкмоль/л 0,66±0,02 0,64±0,02 0,65±0,01

ЦП, Ммоль/л 1,81± 0,05 1,86±0,02 1,88±0,04

Опытная (группа 2 — глубокостельные: ОР + лецитин) МДА Мкмоль/л 0,64±0,02 0,61±0,03 0,58±0,03

ЦП, Мкмоль/л 1,95±0,04 2,04±0,04** 2,16±0,02***

Опытная (группа 3 — глубокостельные: ОР + крапива) МДА, Мкмоль/л 0,61 ±0,03 0,53±0,03* 0,45±0,03***

ЦП, Мкмоль/л 1,99±0,07 2,25±0,04*" 2,65±0,06***

Опытная (группа 4 — глубокостельные: ОР + крапива + лецитин) МДА, Мкмоль/л 0,60±0,03 0,47±0,02*** 0,37±0,02***

ЦП, Мкмоль/л 2,08±0,05 2,49±0,05*** 2,90±0,02***

Контроль (группа 5 - коровы 2-е недели после отела: ОР) МДА, Мкмоль/л 0,72±0,03 0,68±0,02 0,69±0,02

ЦП, Мкмоль/л 1,66±0,15 1,79±0,07 1,70±0,16

Опытная (группа 6 — коровы 2 недели после отела: ОР + лецитин) МДА, Мкмоль/л 0,64±0,02 0,62±0,02 0,59+0,02**

ЦП, Мкмоль/л 1,97±0,07 2,06±0,06* 2,15±0,07*

Опытная (группа 7 - коровы 2-е недели после отела: ОР + крапива) МДА, Мкмоль/л 0,63±0,04 0,58±0,03* 0,50±0,04**

ЦП, Мкмоль/л 1,98±0,07 2,18±0,06** 2,48±0,06**

Опытная (группа 8 — коровы 2-е недели после отела: ОР + крапива + лецитин) МДА Мкмоль/л 0,64±0,03 0,55±0,04* 0,44±0,0б"

ЦП, Мкмоль/л 1,99±0,08 2,22±0,09** 2,72±0,02***

Примечание: *-Р<0,05; **-Р <0,01; ***-Р <0,001 относительно животных контрольной

группы.

Сравнительный анализ уровня МДА и активности ЦП в контрольных и опытных группах, в которых животные получали препараты природного происхождения (крапиву и лецитин), показал что на 14-й день эксперимента уровень МДА снизился в группах 2-ой, 3-й, 4-ой, 6-ой, 7-ой, 8-й на 4,7%, 17,2% (Р<0,05), 26,6%(Р<0,001), 8,8%(Р<0,05), 14,7%(Р<0,05) и 19,1%(Р<0,05) с одновременным увеличением ЦП на 9,7%(Р<0,01), 21,0%(Р<0,001), 33,9%(Р<0,001), 15,1%(Р<0,05), 17,2%(Р<0,01) и 24,0%(Р<0,01).

На 29-й день эксперимента уровень МДА снизился в группах 2-ой, 3-й, 4-ой, 6-ой, 7-ой, 8-й на 10,8%, 30,8%(Р<0,001), 43,1%(Р<0,001), 14,5%(Р<0,01), 27,5%(Р<0,01) и 36,2%(Р<0,01) соответственно относительно контрольных групп, при этом активность ЦП увеличилась на 14,9%(Р<0,001), 41,0%(Р<0,001), 53,7%(Р<0,001), 26,5%(Р<0,05), 45,9%(Р<0,01), 60,0%(Р<0,001).

Содержание витаминов-антиоксидантов в сыворотке крови представлено в табл. 6.

Содержание витамина Е на 14-й день кормления препаратами природного происхождения (крапивой и лецитином), увеличилось во 2-ой, 3-й, 4-й, 6-й, 7-й, 8-й опытных группах на 1,2%, 14,3%, 26,6% (Р<0,05); 11,2%, 21,1% (Р<0,05), 23,3% (Р<0,01) соответственно. На 29-й день было выше на 7%, 28,7% (Р<0,01), 58,7 (Р<0,001) %; 18,6% (Р<0,05), 44,7% (Р<0,01) и 49,8% (Р<0,01) относительно контрольных групп.

Содержание витамина С на 14-й день было выше на 4,2%, 9,7% (Р<0,01), 12,0% (Р<0,05); 4,2%, 8,1%(Р<0,01), 10,0% (Р<0,001), а на 29-й день на 8,3%(Р<0,01), 18 %(Р<0,001), 24,7%(Р<0,001); 8,3%(Р<0,05), 15,1% (Р<0,001) и 18,9 % (Р<0,001) по сравнению с содержанием аскорбиновой кислоты у высокоудойных коров, не получавших, в своем рационе крапивы и лецитина.

Содержание р - каротина увеличилось на 14-й день во 2-ой, 3-й, 4-й, 6-й, 7-й, 8-й опытных группах на 4,8%, 16,9%(Р<0,01), 18,8%(Р<0,001); 6,8%, 20,2%(Р<0,01), 29,4%(Р<0,01) соответственно; на 29-й день на 12,2%(Р<0,01), 39%(Р<0,001), 43,9%(Р<0,001); 15%(Р<0,01), 42,5%(Р<0,001) и 55%(Р<0,001).

Содержание общих фосфолипидов на 14-й день кормления препаратами природного происхождения (крапивой и лецитином), достоверно увеличилось во 4-й, 6-й, 7-й, 8-й опытных группах на 5,7%(Р<0,05), 8,0%(Р<0,001), 3,5%(Р<0,001), 8,5%(Р<0,001) соответственно. На 29-й день во всех опытных группах 2-й, 3-й, 4-й, 6-й, 7-й, 8-й произошло достоверное увеличение на 14,9%(Р<0,001), 7,8%(Р<0,001), 20,4%(Р<0,001); 20,0%(Р<0,05), 11,3%(Р<0,001) и 23,0%(Р<0,001).

Табл. 6- Уровень низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты у высокопродуктивных коров при использовании в кормлении лецитина и крапивы, (М±т)

Группы Показатели в сыворотке крови Физиолог, норма 1-й день эксперимента 14-й день эксперимента 29-й день эксперимента

1 2 3 4 5 6

Контроль (группа 1 -глубокостельные: ОР) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,42±0,01 0,414±0,01 0,410 ±0,01

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,68±0,43 35,59±0,43 35,37±0,42

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 15,56±0,53 15,48±0,53 15,39± 0,52

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 131,02±2,36 120,13±0,65 114,06±0,91

Опытная (группа 2 -глубокостельные: ОР + лецитин) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,415±0,01 0,434±0,01 0,46±0,01"

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,86±0,61 37,08±0,52 38,31±0,58"

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 14,27±0,80 15,66±0,63 16,46±0,6б

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 113,92±0,92 122,46±0,81 131,02±2,3б"*

Опытная (группа 3 -глубокостельные: ОР + крапива) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,403±0,01 0,484±0,01" 0,57±О.ОГ"

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 17,76±0,8 39,06±0,94" 41,72±1,07"*

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 14,79±0,82 17,69±0,83 19,8±1,15"

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 114,08±0,65 118,86±0,52 122,96±0,99***

Опытная (группа 4 -глубокостельные: ОР + крапива + лецитин) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,401±0,01 0,492±0,01*" 0,594±0,0Г"

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,92±0,66 39,87±0,81* 44,11±0,89"*

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 15,82±1,24 19,60±1,64* 24,43±1,09"*

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 113,80±0,50 127,00±0,45* 137,38±0,72*"

Продолжение таблицы 6

1 2 3 4 5 6

Контроль (группа 5 -коровы 2-е недели после отела: ОР) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,417±0,01 0,411±0,01 0,402± 0,01

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 34,96±0,30 34,86±0,32 34,73 ±0,34

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 12,96±0,27 12,87±0,26 12.79± 0,29

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 112,22±0,25 112,08±0,25 111,66±0,24

Опытная (группа 6 -коровы 2 недели после отела: ОР + лецитин) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,421±0,01 0,439±0,01 0,461±0,015"

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,57±0,65 36,32±0,59 37,61±0,52"

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 13,50±0,51 14,31±0,69 15,17±0,87*

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 111,56±0,53 123,18±0,90*** 133,98±1,19***

Опытная (группа 7 -коровы 2 недели после отела: ОР + крапива) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,418±0,01 0,494±0,02" 0,571±0,02"'

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,56±0,57 37,70±0,52" 39,98±0,6Г"

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 12,98±1,07 15,59±1,04* 18,51±1,67"

Общие фосфолипиды, м г/ 100мл 170-250 111,42±0,42 118,04±0,69*** 124,30±0,61***

Опытная (группа 8 -коровы 2-е недели после отела: ОР + крапива + лецитин) Р-каротин, мг/% 0,4-1,0 0,414±0,02 0,532±0,03" 0,621±0,01"'

Вит.С, мкмоль/л 34,07-85,17 35,75±0,66 38,36±0,53" 41,31±0,38"

Вит.Е, мкмоль/л 19-48 12,86±0,51 15,87±0,77** 19,16±1,31**

Общие фосфолипиды, мг/100мл 170-250 111,78±0,46 123,72±0,46*** 137,38±0,94***

Примечание: *-Р<0,05; **-Р <0,01; ***-Р <0,001 относительно животных контрольной группы.

Активность аминотрансфераз в сыворотке крови представлена на рис. 10. В 1-й день □ 14-й день "29-й день

Л

h

АЛТ [ ACT ІАЛТ | ACT АЛТ j ACT АЛТ j ACT АЛТ \ ACT | АЛТ | ACT 1 АЛТ j ACT | АЛТ | ACT I контроль I ГС(ОР+Л) I ГС(ОР+К)ГС(ОР+К+4 контроль I НТ(ОР+Л)| НТ(ОР+К)|гГ(ОР+К+Л)

Рис. 10 - Активность аминотрансфераз в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса при сочетанном использовании крапивы и лецитина

При применения в рационах коров 3-й, 4-й, 7-й, 8-й групп крапивы и лецитина на 14-й день эксперимента достоверно снизился уровень АЛТ на 10,7%(Р<0,01), 17,4%(Р<0,01), 7,0%(Р<0,05) и 9,3%(Р<0,05); ACT - на ] 1,8%(Р<0,01), 16,2%(Р<0,01), 11,1%(Р<0,001) и 17,1%(Р<0,001). На 29-й день в группах 2-ой, 3-й, 4-ой, 6-ой, 7-ой, 8-й активность ACT достоверно снизилась на 14%(Р<0,01), 26,2%(Р<0,001), 40,5%(Р<0,001), 12%(Р<0,05), 27,2%(Р<0,01), 39,4%(Р<0,001); АЛТ - на 6,6%(Р<0,05), 23,1%(Р<0,001), 27,8%(Р<0,001), 14,4%(Р<0,05), 16,4%(Р<0,001), 23,4%(Р<0,001), соответственно.

Активность ферментов ЛДГ и ЩФ в сыворотке крови представлена на рис. 11.

Рис. 1 1 - Активность ферментов ЛДГ и ЩФ в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса при сочетанном использовании крапивы и лецитина

При использовании средств природного происхождения крапивы и лецитина у высокопродуктивных коров активность ЛДГ на 14-й день эксперимента снизилась в группах 2-й, 3-й, 4-й, 6-й, 7-й, 8-й на 7,7%, 8,0%, 9,2% (Р<0,05); 3,7%

(Р<0,05), 5,3% (Р<0,01) и 7,3% (Р<0,001), на 29-й день - на 12,2%, 13,0% (Р<0,05), 14,0% (Р<0,01); 6,7% (Р<0,001), 9,4% (Р<0,001), 14,2% (Р<0,001). Результаты исследований сыворотки крови показали, что в группах, получавших лецитин (2-я и 6-я), крапиву (3-я и 7-ая), крапиву и лецитин в комплексе (4-ая и 8-ая), на 14-й день эксперимента уровень ЩФ снизился на (2,2% и 2,7%); (1,7% и 0,5%); (0,3% и 1,6%), на 29-й день - на (4,5% и 1,5%); (5,0% и 4,1%); (2,8% и 3,6%) соответственно, относительно контрольных групп.

Результаты исследований минерального обмена в сыворотки крови коров опытных групп представлены на рис. 12.

11 -й день

□ 14-й день

■ 29-й день

¡а ° й

X К 3 I 5

*

N

контроль ^С(ОР+ЛЖС(ОР+КЦС(ОР+К+4)сонтроль|11Т(ОР+л|-1Т(ОР+М^Т(ОР+К+|)

Рис. 12 - Содержание микроэлементов у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса при сочетанном использовании крапивы и лецитина

Результаты исследований сыворотки крови показали, что в группах, получавших лецитин (2-я и 6-я), крапиву (3-я и 7-ая), крапиву и лецитин в комплексе (4-ая и 8-ая), на 14-й день эксперимента уровень меди, цинка, железа увеличился на (2,6% и 2,1%); (3,6% и 1,3%); (4,1% и 1,4 %); (5,7% и 5,4%); (8,5% и 9,2%); (12,2% и 11,2%); (3,1% и 1,9%); (4,2% и 2,7%); (3,9% и 2,9%), на 29-й день - на (3,6% и 2,8%); (4,7% и 2,2%); (6,1% и 2,9%); (12,0% и 19,2%); (14,8% и 19,5%); (24,6% и 23,2%); (4,4% и 3,7%); (5,9% и 5,0%); (6,4% и 6,2%) соответственно.

Результаты исследований общего билирубина и мочевины в сыворотки зови коров опытных групп представлены на рис.

1-й день Р 14-й день

5

контроль 1ГСЮР+Л1 ГСЮР+КЖСТОР+К+лЬ контроль НТ(ОР+Л) 1 НТ(ОР+КЖТ(ОР±К±Д1__

Рис. 13 - Содержание общего билирубина и мочевины в сыворотки крови коров высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

В группах, получавших лецитин (2-я и 6-я), крапиву (3-я и 7-ая), крапиву и лецитин в комплексе (4-ая и 8-ая), на 14-й день эксперимента уровень общего билирубина снизился на (0,2% и 0,3%); (2,7% и 1,1%); (5,9% и 3,2 %), на 29-й день - на (6,9% и 2,9%); (10,4% и 4,6%); (16,1% и 8,6%).

Уровень мочевины в опытных группах на 14-й день увеличился на (4 9% и 2,9%); (5,8% и 5,9%); (7,0% и 6,9%), на 29-й день - на (9,5% и 6,6%); (и'з% и 11,1%); (14,1% и 13,8%) соответственно, относительно контрольных групп.

Достоверное изменение в содержании билирубина и креатинина в сыворотке крови могут определять напряженность адаптивных механизмов, а именно степень процессов распада в организме и снижение интенсивности белкового обмена [А.Ю. Ковтуненко, 2012].

51-й день □ 14-й день "29-й день

Рис.14 - Содержание гемоглобина в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса при использовании крапивы и лецитина

■ 1-й лень □ 14-й пень «29-й пень

6 -

5 •>

4 ■)

3 |

2 4:

х<^ Х<Р о4 ,оя х*" Л? о4 о4 х^"

Рис.15 - Содержание эритроцитов в сыворотке крови высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса при использовании крапивы и лецитина

При скармливании крапивы отдельно и в комплексе с лецитином 0,были зафиксированы изменения в гематологических показателях крови у высокопродуктивных коров как в период глубокого сухостоя, так и коров после отела. Содержание эритроцитов на 14-й день эксперимента достоверно увеличилось в группах 2-й, 4-й, 7-й и 8-й на 1,5%(Р<0,05), 6,5%(Р<0,01), 7,1% (Р<0,01), 7,9% (Р<0,05), на 29-й день возрос в группах 2-й, 3-й, 4-й, 7-й 8-й на 6,8% (Р<0,01), 13,0% (Р<0,01), 14,7% (Р<0,001), 14,0% (Р<0,001) и 15,7% (Р<0,01). Содержание гемоглобина повысилось на 14-й день в группах 7-й и 8-й на 3,9% (Р<0,05), на 3,3% (Р<0,05), на 29-й день увеличилось в группах 3-й 4-й, 7-й и 8-й на 4,9% (Р<0,01), 8,5% (Р<0,001), 4,6% (Р<0,01) и 5,4% (Р<0,001).

По результатам опыта отмечено достоверное увеличение среднесуточного удоя у коров 7-й опытной группы на 7,2%. При совместном скармливании крапивы и лецитина (8-я группа) произошло достоверное увеличение среднесуточного удоя на 8,7%, жира на 2,6%, белка на 1,8% (рис. -16, 17).

25

24 Т/'-'ШЯВ-------------•РЩГ*

23 22 21

№ 1

группа 5 группа 6 группа 7 группа 8

контроль (основной (основной (основной

рацион + рацион + рацион +

лецитин) крапива) крапива+

лецитин)

Рис. 16 - Среднесуточный удой на 1 голову, кг при комплексном использовании в кормлении крапивы и лецитина

3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1

Рис. 17 - Содержание жира(%) и белка(%) в молоке коров при комплексном использовании в кормлении крапивы и лецитина

3.3 Способ «Коррекции низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты, повышения молочной продуктивности и улучшения качества молока у высокопродуктивных коров в условиях промышленного

комплекса»

Способ заключается в дополнительном использовании к основному рациону высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды крапивы двудомной из расчета 50 г на 100 кг живой массы и лецитин 15 г - на 100 кг ежедневно в течение 28-ми дней однократно путем смешивания с комбикормом.

3.4 Экономическая эффективность

Предлагаемый способ позволяет получить экономический эффект в размере 60 тыс. руб. дополнительной прибыли в расчете на 100 голов высокопродуктивных коров за 100 дней лактации.

■ массовая жира

группа 7 (основной рацион + крапива)

группа 5 контроль

группа 6 (основной рацион+ лецитин)

массовая

,ДЙ,ЛЯ белка

группа 8 (основной рацион + крапива+ лецитин)

ВЫВОДЫ

1. Биохимическая оценка окидантно-ангиоксидантной системы у высокоудойных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса показала в физиологически напряженные периоды усиление процессов пероксидации и снижение мощности антиоксидантной системы (содержание МДА - от 0,62 до 0,69 мкмоль/л; активность ЦП - от 1,96 до 1,85 мкмоль/л).

2. Анализ оксидантно-антиоксидантной системы у высокоудойных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса выявил нарушения в ее низкомолекулярном звене. У глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела отмечено ниже физиологической нормы содержание витамина Е на 25,6% и 36,3% и фосфолипидов на 33,1% и 35,2%. Содержание витамина С и Р-каротина находилось на нижней границе физиологической нормы и составило 35,74 мкмоль/л и 34,00 мкмоль/л; 0,415мг/% и 0,393мг/%.

3. Усиление процессов пероксидации при технологическом стрессе у высокоудойных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса сопровождалось нарушениями показателей белкового, липидного и углеводного обменов: у глубокостельных коров было ниже референтных значений содержание общих липидов на 19,4%; глюкозы на 22,1% и выше нормы содержание холестерин на 2,5%; у коров после отела уровень глюкозы был ниже референтных значений на 14,4%; холестерин был выше на 15,6%; содержание общего белка в этих группах находилось в пределах нижней границы референтных значений и составило % и %.

4. При технологическом стрессе у глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела содержание цинка, меди и железа было ниже референтных значений на 41,2% и 53,4%, 30,8% и 32,1%, 4,3% и 11,6% соответственно.

5. При использовании крапивы двудомной в рационах глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела голштинской породы в условиях промышленного комплекса отмечаются следующие изменения в физиолого-биохимических показателях относительно контрольной группы: к концу эксперимента отмечено снижение значений МДА на 30,8% (Р<0,001) и 27,5% (Р<0,01); холестерина - на 11,4% (Р<0,001) и 5,3% (Р<0,001) ; билирубина - на 10,4% (Р<0,01) и 4,6 (Р<0,001); активности АСТ - на 26,2% (Р<0,001) и 27,2% (Р<0,01); АЛТ - на 23,1% (Р<0,001) и 16,4% (РОДИН); ЛДГ - на 13,0% (Р<0,05) и 9,4% (Р<0,001); ЩФ - на 4,5% и 1,5%; увеличение уровня ЦП на 41,0% (Р<0,001) и 45,9 (Р<0,01); фосфолипидов - на 7,8% (Р<0,001)и 11,3% (Р<0,001) , общих липидов - на 9,4% (Р<0,001) и 23,0% (Р<0,001), мочевины -на 11,3% (Р<0,001) и 11,1% (Р<0,001), гемоглобина - на 4,9% (Р<0,01), и 4,6% (Р<0,01), эритроцитов на 13,0% (Р<0,01) и 14,0% (Р<0,001), меди - на 4,7%(Р<0,001) и 2,2%(Р<0,001), цинка - на 14,8% (Р<0,001) и 19,5%(Р<0,001), железа - на 5,9%(Р<0,001) и 5,0%(Р<0,001).

6. Включение в рацион глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела лецитина способствует снижению уровня МДА на 10,8% и 14,5% (Р<0,01); холестерина - на 16,6% (Р<0,001) и 10,4% (Р<0,001); билирубина -на 6,9% (Р<0,05) и 2,9%; активности АСТ - на 14,0% (Р<0,01) и 12% (Р<0,05);

АЛТ - на 6,6% (Р<0,05) и 14,4% (Р<0,05); ЛДГ - на 12,2% и 6,7% (Р<0,001); ЩФ - на 4,5% и 1,5%; увеличился уровень ЦП на 14,9% (Р<0,001) и 26,5% (Р<0,05); фосфолипидов - 14,9% (Р<0,001)и 20,0% (Р<0,001), общих липидов - 17,8% (Р<0,001) и 10,8% (Р<0,001), мочевины - на 9,5% (Р<0,01)и 6,6% (Р<0,001), гемоглобина на 5,1% и 2,4%, количества эритроцитов - на 4,2% и 7,2%, содержания меди - на 3,6% (Р<0,001) и 2,8% (Р<0,001), цинка - на 12,0% (Р<0,01) и 19,2% (Р<0,001), железа - на 4,4% (Р<0,05) и 3,7% (Р<0,01).

7. Анализ биохимических исследований показал, что применение крапивы двудомной и лецитина в основном рационе у глубокостельных коров и коров 2-е недели после отела при окислительном стрессе, вызванном промышленным стрессогенным содержанием, снижает интенсивность накопления продуктов ПОЛ (уровень МДА снижается на 43,1% (Р<0,001) и 36,2% (Р<0,01), стимулирует увеличение мощности низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты, заключающееся в увеличении витаминов Е, С, ß-каротина и фосфолипидов на 58,7% (Р<0,001) и 49,8% (Р<0,01); 24,7 % (Р<0,001) и 18,9 % (Р<0,001); 43,9 % (Р<0,001) и 55%(Р<0,001); 11,3% (Р<0,001) и 23,0%(Р<0,001) и нормализует другие биохимические показатели.

8. При комплексном использовании крапивы и лецитина в качестве средств антиоксидантного действия у высокоудойных коров в условиях промышленного комплекса достоверно увеличивается молочная продуктивность, что подтверждается увеличение среднесуточного удоя на 8,7%, жира на 2,6%, белка на 1,8%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Предлагаем производству использовать у высокоудойных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды в качестве средств антиоксидантного действия крапиву двудомную из расчета 50 г на 100 кг живой массы и лецитин (15 г - на 100 кг) ежедневно 1 раз в день в течение 28-ми дней.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Бондаренко, Е.В. Профилактика нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе у сельскохозяйственных животных /Д.С. Учасов, Н.И Ярован, Е.В Бондаренко, O.A. Бойцова// Фундаментальные исследования-2013. - №10(3). -С.584-588.

2. Бондаренко, Е.В. Влияние крапивы и лецитина на аксидативный статус и активность аминотрансфераз у высокопродуктивных коров /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко// Главный зоотехник. — 2013. - №10. — С.48-52.

3. Bondarenko, E.V. Content of vitamins-antioxidants in the high-yielding cows organism at the combined usage of nettle and lecithin /E.V. Bondarenko, N.I. Yarovan// Vestnik OrelGAU. - 2013. - №5(44). - P.9-12.

Работы, опубликованные в других научных изданиях

1. Бондаренко, E.B. Оксидативный стресс у высокопродуктивных коров в условиях промышленного содержания /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко, М.Х. Гумаров// Материалы V Международной научно-практической Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству», Орел. - 2012. - С.140-143.

2. Бондаренко, E.B. Активность церулоплазмина у высокопродуктивных коров в условиях промышленного содержания /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко//' Материалы Региональной научно-практической конференции молодых ученых «Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей», Орел. - 2012. - С. 198-200.

3. Бондаренко, Е.В. Изучение адаптивных способностей у голштинских коров в условиях промышленного содержания /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко// Сборник докладов 15-ой Международной научной конференции памяти В.М. Горбатова «Мясная промышленность — приоритеты развития и функционирования», Москва. - 2012. - С.203-206.

4. Бондаренко, Е.В. Витамин Е у высокопродуктивных коров при использовании в кормлении лецитина и крапивы /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко// Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы», Саратов.-2013.-С.131-134.

5. Бондаренко, Е.В. Бета-каротин в сыворотке крови у высокопродуктивных коров при включении в рацион крапивы и лецитина /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко// Материалы Международной научно-практической конференции «Животноводство России в условиях ВТО: от фундаментальных и прикладных исследований до высокопродуктивного производства», Орел. - 2013. - С.437-440.

6. Бондаренко, Е.В. Влияние крапивы и лецитина на содержание аскорбиновой кислоты в сыворотки крови высокопродуктивных коров /Н.И. Ярован, Е.В Бондаренко// Материалы VI заочной Международной научно-практической конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству», Орел. - 2013. - С. 135-139.

Подписано в печать 18.11.2013 г. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Заказ 131. Тираж 100 экз.

Отпечатано в издательстве Орел ГАУ, 2013, Орел, бульвар Победы, 19

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бондаренко, Елена Владимировна, Орел

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО «ОрелГАУ»)

На правах рукописи

Бондаренко Елена Владимировна

04201455417

Комплексное использование крапивы и лецитина для коррекции нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

03.01.04 - биохимия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Н.И. Ярован

Орел-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

I ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 8

1.1 Стрессогенный характер промышленной технологии ведения молочного 8 скотоводства

1.2 Стресс и его характеристики 10

1.2.1 Биохимические нарушения, вызванные стрессом 16

1.2.2 Усиление свободно-радикального окисления как единый 20 неспецифический механизм стресс-реакции

1.2.3 Антиоксидантная система животного организма 30

1.2.4 Витамины-антиоксиданты - низкомолекулярное звено 34 антиоксидантной защиты

1.3 Средства природного происхождении антиоксидантного действия 41

1.3.1 Крапива двудомная как источник витаминов - антиоксидантов 41

1.3.2 Лецитин 43 ГЛАВА II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 45 ГЛАВА III РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ 50 ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Интенсивность процессов липопероксидации и антиоксидантная защита 54 у высокоудойных коров голштинской породы при индустриальной технологии

3.2 Коррекция низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты и других 74 показателей биохимического статуса с использованием крапивы и лецитина в качестве средств антиоксидантного действия у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса

3.3 Корреляционные взаимосвязи между показателями 99 свободнорадикального окисления, антиоксидантной защитой и активностью трансфераз у высокопродуктивных коров при промышленном содержании

3.3 Способ коррекции низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты и 101 других показателей биохимического статуса у высокопродуктивных коров в

условиях промышленного комплекса

ВЫВОДЫ 102

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 105

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 106

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 107

ПРИЛОЖЕНИЯ 129

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Увеличение продуктивности животных за счет внедрения промышленного производства часто приводит к метаболическим нарушениям в организме, так как технология содержания животных в условиях промышленного комплекса не соответствует генетически обоснованным физиологическим возможностям (П. Тихонов, 2004; Е.А. Корочкина, 2012; H.H. Шпоганяч, 2009; В.В. Рогожин, 2004). Современные промышленные технологии содержания животных сопровождаются влиянием стрессов различной природы (H.H. Шпоганяч, 2009; М.С. Собакарь, 2010; В.А. Сафонова, 2011; Е.А. Корочкина, 2012).

Одним из звеньев проявления механизма стресс-реакций является усиление процессов пероксидации и снижения антиоксидантной защиты, способных существенно снизить устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов и усугубить течение различных заболеваний, что приводит к дополнительным нарушениям физиолого-биохимического гомеостаза, снижению продуктивности, сроков хозяйственной эксплуатации и требует применения антиоксидантной терапии (В.А. Курашвили, 2001; H.H. Ярован, A.B. Шатилов, 2007; И.В. Сидоров с соавт., 2008).

В последнее время в качестве антиоксидантов используются различные препараты антиоксидантной защиты, но без учета механизма их действия (М.В. Кения с соавт., 1993; В.В. Рогожин, 2004; Н.П Чеснокова с соавт., Е.Е. Дубинина 2006; A.B. Шатилов, 2007), однако каждый антиоксидант работает по своему механизму и при его недостатке или отсутствии применение антиоксидантов с другими механизмами действия не всегда эффективно, а может быть и вредно. В связи с этим актуальным является оценка не только общей антиокислительной активности, но и отдельных составляющих этой системы.

В настоящее время учеными достаточно широко изучаются высокомолекулярные антиоксиданты (С. А. Ельчанинова с соавт., 2003; И.Д.

Шелякин, 2008; Я.С.Макарова, 2010; А.Г. Нежданов с соавт., М.Н. Герасименко с соавт., 2012), представленные ферментами, тогда как изучение низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты - токоферолов, аскорбиновой кислоты, р-каротина и фосфолипидов, остаются мало изученными. В связи с вышеизложенным актуальными являются вопросы изучения низкомолекулярных представителей антиоксидантной защиты у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса и разработка способа коррекции выявленных нарушений.

Научная новизна работы заключается в том, что у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды установлен окислительный стресс на фоне нарушений низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты. Впервые в качестве средств антиоксидантного действия для высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса предложено использование крапивы и лецитина.

Теоретическая значимость получены новые данные о состоянии низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса. Дано научно-теоретическое обоснование и показана целесообразность применения крапивы и лецитина в качестве средств антиоксидантного действия.

Практическая значимость работы состоит в том, что на основе полученных результатов у коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса в физиологически напряженные периоды установлено снижение уровня низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты и разработан способ коррекции выявленных нарушений с использованием крапивы и лецитина. Показано положительное влияние крапивы и лецитина на физиолого-биохимический статус, молочную продуктивность и качество молока.

Целью работы являлось изучение представителей низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты, в частности витаминов-антиоксидантов и фосфолипидов, а также других показателей биохимического статуса у

высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса, разработка способа профилактики и коррекции выявленных нарушений с использованием крапивы и лецитина.

Для реализации цели были поставлены следующие задачи:

1) Произвести оценку показателей низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты (витаминов Е, С, /?-каротина, фосфолипидов) и других показателей биохимического статуса в крови высокопродуктивных коров голштинской породы в условиях промышленного содержания.

2) Изучить влияние крапивы и лецитина на показатели низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты (витаминов Е, С, /?-каротина, фосфолипидов) и другие показатели биохимического статуса у высокопродуктивных коров.

3) Разработать способ коррекции нарушений в оксидантно-антиоксидантной системе и других показателей биохимического статуса у высокоудойных коров в условиях промышленного комплекса с использованием средств природного происхождения (крапивы и лецитина).

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены и обсуждены на V Международной научно-практической Интернет-конференции «Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству» (Орел, 2012); на Региональной научно-практической конференции молодых ученых «Современный агропромышленный комплекс глазами молодых исследователей» (Орел, 2012); на 15-ой Международной конференции посвященной Василию Матвеевичу Горбатову «Мясная промышленность приоритеты развития и функционирования» (Орел, 2012); на VII Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы» (Саратов, 2013); Международной научно-практической конференции «Животноводство России в условиях ВТО: от фундаментальных и прикладных исследований до высокопродуктивного производства» (Орел, 2013); на VI заочной Международной научно-практической интернет - конференции Инновационные фундаментальные и прикладные исследования в области химии сельскохозяйственному производству (Орел,

2013); участвовала в конкурсах: на лучшую научно-исследовательскую работу ОрелГАУ «Инновации молодых ученых - в агропромышленный комплекс» (2013); Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в номинации «Сельскохозяйственные науки» (Курск, Орел).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов, предложений производству, приложений и списка литературы, включающего 221 источник, в том числе 48 на иностранных языках. Работа иллюстрирована 18 таблицами и 18 рисунками.

Основные положения, выносимые на защиту:

• у высокоудойных коров голштинской породы в условиях промышленного комплекса установлен окислительный стресс на фоне нарушений низкомолекулярного звена антиоксидантной защиты и других показателей биохимического статуса;

• при использовании крапивы и лецитина в качестве средств антиоксидантного действия у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса нормализуется состояние оксидантно-антиоксидантной системы и других показателей биохимического статуса;

• использование в кормлении высокоудойных коров крапивы и лецитина приводит к повышению молочной продуктивности и улучшению качества молока;

• способ коррекции оксидантно-антиоксидантного статуса у высокопродуктивных коров в условиях промышленного комплекса.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Стрессогенный характер промышленной технологии ведения молочного

скотоводства

В современных условиях ведения животноводства актуальной проблемой является стресс (Т.Е. Ткаченко, 2003; А. Кавтарашвили, 2010). Внедрение индустриальных технологий в сельско-хозяйственное производство вызывает обострение этой проблемы, обусловленной наличием многих стрессогенных составляющих при данной технологии. Наибольшее негативное воздействие на организм животного оказывает суммарное действие нескольких стресс-факторов (А. Кавтарашвили, 2010).

Стресс-реакции могут быть вызваны вакцинацией, дегильминтизацией, антибиотикотерапией, лактацией, беспокойной обстановкой, производственным шумом, необычным запахом, несбалансированным кормлением, интоксикацией при применении некачественных кормов, нарушением режима кормления и поения, сменой рационов, транспортировкой, которая сопровождается скученностью, тряской и т.д. (Е.А. Юрьев с соавт., 2007; Л.В. Шилкина, 2007; Э. Хелари, 2012). При транспортном стрессе у животных отмечается потеря массы около 10% и снижение резистентности (Л.В. Шилкина, 2007; Е.А. Юрьев с соавт., 2007; Е. Кутиков 2008).

Результатом действия стресс-факторов на промышленных комплексах, условия содержания и кормления животных на которых противоречат физиологическими нормам, является снижение плодовитости, продуктивности и сроков хозяйственной эксплуатации (Т.Е.Ткаченко, 2003; Е.А. Юрьев с соавт., 2007; H.H. Шпоганяч, 2009).

Интенсификация молочного скотоводства и перевод его на индустриальную основу требует особого содержания крупного рогатого скота (А.Ю. Ковтуненко, 2012). Наиболее чувствительными к условиям содержания и кормления являются животные в физиологически напряженные периоды жизни, в частности, высокопродуктивные коровы в период глубокой стельности и после отела

(H.H. Шпоганяч, 2009). У этих животных наиболее снижены возможности адаптации к изменяющимся условиям эндогенного и экзогенного характера.

У высокопродуктивных коров часто наблюдается состояние «отрицательного» баланса в метаболических процессах. Недостаток энергетических и пластических источников компенсируется за счет усиления действия регулирующих биологически активных веществ, приводящего к распаду собственного организма. При этом невозможность алиментарной компенсации приводит к развитию патологического процесса с метаболическими нарушениями.

Нарушения обмена веществ при экзогенных и эндогенных стрессовых воздействиях лежат в основе патогенетического механизма ацидоза рубца, гепатоза, кетоза, алиментарного бесплодия, метаболических иммунодефицитов. Известно влияние сезонности на биохимический статус и продуктивность коров (Н.И. Ярован, 2007). Наиболее стрессогенным является период стойлового содержания животных, при котором наблюдается недостаток солнечной инсоляции, несбалансированность рациона кормления, недостаток или отсутствие в кормах отдельных витаминов и минеральных элементов, увеличение загазованности в животноводческих помещениях (М.И. Рецкий, 1997; A.A. Колосов, 2004; Г. Вяйзенен с соавт., 2009).

В настоящее время в России зачастую не учитываются климатические особенности наших регионов и молочное поголовье содержится с первых дней жизни в условиях не регулируемого микроклимата. С целью оптимизации микроклимата, который необходимо поддерживать в течение всей жизни животного, коровники должны иметь оборудование для вентиляции и отопления. Несоответствие факторов микроклимата генетически обусловленным физиологическим потребностям организма является стрессогенным фактором и вызывает физиолого-биохимические нарушения, приводящие к развитию патологических состояний (Н.Ф. Кушнерова, 2005; Б. Ходанович, 2009; А.Ю. Ковтуненко, 2012).

Величина энергозатрат у высокопродуктивных животных, обладающих интенсивным обменом веществ и склонных к нарушению гомеостаза в стрессогенных условиях («цена адаптации»), возрастает. (JI.K. Бусловская, 2003; Е.В. Громыко, 2005; М.Г. Абатчикова, 2010;). По мнению ряда авторов, адаптационные процессы при развитии стресс-реакции у животных на 70-80% зависят от кормления и условий содержания и только на 20-30% от генетического потенциала (Е.А. Юрьев с соавт., 2007; Е. Кутиков, 2008).

Тенденция к максимальному увеличению продуктивности коров и получению наибольшего экономического эффекта за счет индустриализации производства зачастую вызывает так называемую метаболическую переориентацию организма животного, что приводит к развитию заболеваний с патологией обмена веществ. При этом снижается уровень продуктивности и качество продукции, воспроизводительная способность и сроки хозяйственной эксплуатации (Г.В. Родионов, 2007; В.В. Ковзов, 2007; Е.А. Корочкина, 2012; Э. Хелари, 2012).

Стресс в настоящее время стал одной из актуальных проблем современного животноводства. При индустриализации животноводческого производства эта проблема стоит более остро (C.B. Волкова, 2008). Интенсификация сельскохозяйственного производства привела к увеличению действия стресс-факторов и многие звенья индустриальной технологии содержания животных приходят в противоречие с генетическими обоснованными физиологическими особенностями (Е.А. Юрьев с соавт., 2007).

1.2 Стресс и его характеристики

Биологические организмы по-разному реагируют на нарушения в окружающей среде. Защитные реакции адаптации осуществляются путем активации генетического аппарата, изменения обменных процессов в клетке и работы физиолого-биохимических систем. Воздействия негативных факторов окружающей среды независимо от их природы способствуют развитию

стандартного ответа. Кратковременное действие стресс-факторов умеренной силы вызывает усиленную работу органов и активизацию всего организма. Интенсивная и умеренная, но длительная, стресс-реакции в клетках приводят к активизации свободно-радикального окисления, а так же внутриклеточновому кальциевому избытку, понижению энергопродукции, угнетению белкового синтеза, денатурации белковых молекул. Стресс-реакции из адаптогенных процессов превращаются в патогенные, характеризующиеся повреждением тканей и органов (Л.Н. Курганова , 2001).

По современным представлениям стресс является одной из причин ряда заболеваний. Ряд авторов рассматривают патологии желудочно-кишечного тракта у сельскохозяйственных животных и респираторные заболевания у них как результат стресс-реакций. Кроме того, при стрессе отмечается иммуносупрессорное действие, угнетается клеточный и гуморальный иммунитет (Рецкий М.И. с соавт., 2003).

Определение «стресса» ввел в 1936 г. канадский ученый Ганс Селье, согласно которому под «стрессом» понимается неспецифическая ответная реакция организма на всякое предъявленное требование. Иначе говоря, по мимо специфического ответа, все действующие на нас факторы вызывают потребность осуществить неспецифические приспособительные реакции, восстанавливая при э�