Острый и хронический стресс сопровождается повышением содержания в крови кортикотропин-рилизинг-гормона, увеличивающего выработку адренокортикотропного гормона (АКТГ), что ведет к снижению уровня гонадотропин-рилизинг гормона и, как следствие, фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов. Запускается процесс активизации абортогенных цитокинов и отторжения плода. Адренокортикотропный гормон, являясь важнейшим регулятором синтеза и выделения гормонов коры надпочечников, стимулирует выработку кортизола, который в свою очередь ускоряет процессы глюконеогенеза из аминокислот, способствует накоплению гликогена в печени, повышает уровень глюкозы в крови, снижает использование глюкозы периферическими тканями, участвует в процессах адаптации организма к изменяющимся условиям среды [2].
Кортизол и АКТГ наряду с основными эффектами вызывают изменения в системе пероксидного окисления липидов и антиоксидантной защиты организма. Развитие состояния физиологического стресса у коров при родах сопровождается активацией прооксидантной системы, вызывающей усиление процессов окислительной деструкции биоструктур. Это служит основной причиной поражения тканей, приводит к инактивации ряда ферментов, нарушению структуры и функции клеточной мембраны, ее рецепторного аппарата, ионных каналов [5].
На уровне органов и тканей действие стресс-системы ограничивают локальные стресс-лимитирующие системы, к которым, в частности, относится антиоксидантная система [3, 4].
Вместе с тем до сих пор недостаточно исследований по влиянию ключевых стресс-лимитирующих гормонов на процессы свободнорадикального окисления биомолекул.
Исследование посвящено оценке функционального состояния эндокринной системы и изучению взаимосвязи между уровнем стресс-гормонов и показателями про- и антиоксидантной систем крови коров на разных стадиях репродуктивного цикла с целью коррекции условий содержания и эксплуатации.
Материалы и методы
Исследования выполнялись на 70 клинически здоровых коровах в возрасте 3–4 лет на разных стадиях репродуктивного цикла: 30-е сутки после отела (контроль), 3-й, 5-й, 7-й, 8-й месяцы стельности, 7–10-е сутки до отела, 10–15-е сутки после отела.
Исследования крови проводились в лабораториях кафедры химии Омского государственного аграрного университета, кафедры нормальной, патологической физиологии и Центральной научно-исследовательской лаборатории Омской государственной медицинской академии.
Общая про- и антиокислительная способность сыворотки крови определялась с помощью ферментативного колориметрического метода, сущность которого состоит в ингибировании антиоксидантами цветной реакции тетраметил-бензидина с пероксидом водорода с помощью планшетного фотометра. В результате реакции происходит образование окрашенного в голубой цвет продукта, который при добавлении стоп-реагента превращается в соединение желтого цвета. Поглощение света раствором измеряют фотометрически при 450 нм на приборе «Мультискан». Про- и антиоксидантная активность количественно оценивается с помощью кинетической кривой.
Количественное определение уровня АКТГ и кортизола в сыворотке крови проводилось с помощью твердофазного иммуноферментного анализа (тест Biomerica ACTH ELISA) на иммуноферментном анализаторе «Elisys Quattro» (Германия).
Статистический анализ данных производился с использованием непараметрических критериев (программы «Statistica for Windows», ver. 5.1 (StatSoft, Inc.), «Биостатистка» («Primer of Biostatistics», ver. 4.03, by Stanton A. Glantz)). Для выявления связи между количественными признаками использовался коэффициент ранговой корреляции Спирмена.
Результаты исследований и обсуждение
В результате проведенных исследований выявлено, что концентрация АКТГ сыворотки крови коров в первые 2 месяца стельности постоянна, к 5-му месяцу снижается примерно в 2 раза, с 5-го по 8-й месяцы сохраняется на достигнутом уровне, за 7–10 суток до отела повышается примерно в 3 раза, на 10–15-е сутки после отела вновь резко снижается (табл. 1).
Таблица 1
Содержание АКТГ в сыворотке крови коров при разных физиологических состояниях (пг/мл)
|
Показатель |
Физиологическое состояние коров, n = 10 |
||||||
|
30-е сутки после отела (конт-роль) |
3-й месяц стель-ности
|
5-й месяц стель-ности |
7-й месяц стель-ности
|
8-й месяц стель-ности |
7–10-е сутки до отела |
10–15-е сутки после отела |
|
|
Среднее значение |
24,62 |
28,36 |
14,50 |
15,32 |
19,71 |
42,73 |
25,69 |
|
Стандартное отклонение |
5,48 |
3,14 |
6,45 |
5,95 |
4,15 |
7,98 |
13,21 |
|
Медиана |
25,28 |
28,51 |
12,9* |
18,86 |
18,67 |
48,24* |
19,37 |
|
25-й процентиль |
18,74 |
26,62 |
11,09 |
9,75 |
16,82 |
34,23 |
15,90 |
|
75-й процентиль |
28,28 |
30,41 |
15,64 |
19,78 |
21,46 |
48,73 |
33,75 |
|
Минимальное значение |
17,47 |
23,33 |
7,97 |
7,97 |
14,54 |
33,75 |
13,61 |
|
Максимальное значение |
34,25 |
32,79 |
24,91 |
20,25 |
27,10 |
46,73 |
48,31 |
|
Примечание: * – достоверность различий по сравнению с контролем (Р < 0,05) |
|||||||
Уровень кортизола повышен на протяжении первых 7 месяцев стельности. Причем к 3-му месяцу уровень гормона возрастает примерно в 5 раз, к 5-му месяцу снижается (примерно в 3 раза), но все равно превышает контрольные цифры примерно в 2,5 раза (табл. 2). Полученные данные показывают, что в первый триместр стельности коров интенсивно осуществляется гормональная перестройка. На завершающем этапе стельности содержание гормона сопоставимо со значениями аналогичного показателя у нестельных коров.
Таблица 2
Содержание кортизола в сыворотке крови коров при разных физиологических состояниях (нмоль/л)
|
Показатель |
Физиологическое состояние коров, n = 10 |
||||||
|
30-е сутки после отела (конт-роль) |
3-й месяц стель-ности
|
5-й месяц стель-ности |
7-й месяц стель-ности
|
8-й месяц стель-ности |
7–10-е сутки до отела |
10–15-е сутки после отела |
|
|
Среднее значение |
27,36 |
210,42 |
67,57 |
78,51 |
31,78 |
30,11 |
28,45 |
|
Стандартное отклонение |
4,22 |
147,66 |
5,40 |
39,72 |
4,99 |
10,47 |
7,71 |
|
Медиана |
28,34 |
154,2* |
66,6* |
83,7* |
31,24 |
32,24 |
25,90 |
|
25-й процентиль |
24,38 |
117,70 |
63,44 |
38,18 |
29,07 |
24,99 |
21,89 |
|
75-й процентиль |
31,13 |
203,45 |
69,78 |
116,3 |
33,93 |
36,47 |
35,15 |
|
Минимальное значение |
20,46 |
101,33 |
62,28 |
36,99 |
22,88 |
14,98 |
20,35 |
|
Максимальное значение |
32,68 |
499,50 |
75,69 |
117,2 |
42,39 |
41,90 |
42,38 |
|
Примечание: * – достоверность различий по сравнению с контролем (Р < 0,05) |
|||||||
Таким образом, в результате проведенных исследований с помощью иммуноферментного твердофазного анализа установлена динамика содержания двух гормонов – АКТГ и кортизола сыворотки крови коров на разных стадиях репродуктивного цикла.
При изучении проокислительной способности сыворотки крови коров установлено, что самые низкие ее значения наблюдаются у животных в период с 5-го по 8-й месяц стельности, перед отелом имеется тенденция к ее увеличению, после отела высокие значения сохраняются (рис. 1).
 |
|||||||
 |
|||||||
 |
|||||||
|
|||||||
Рис. 1. Проокислительная способность сыворотки крови
Примечание: 1–7-я группа: 30-е сутки после отела (контроль); 3-й; 5-й; 7-й; 8-й месяцы стельности; 7–10-е сутки до отела; 10–15-е сутки после отела соответственно.
Самая высокая антиокислительная способность наблюдается в крови коров в первые 3 месяца стельности, к 5-му месяцу стельности происходит ее снижение примерно в 5 раз, к 8-му месяцу – повышение, которое, однако, не достигает контрольных цифр, в предотельный период имеется тенденция к снижению, а в послеродовой период – к повышению (рис. 2).
Рис. 2. Антиокислительная способность сыворотки крови коров
Примечание: 1–7-я группа: 30-е сутки после отела (контроль); 3-й; 5-й; 7-й; 8-й месяцы стельности; 7–10-е сутки до отела; 10–15-е сутки после отела соответственно.
При сопоставлении уровня стресс-гормонов с показателями про- и антиоксидантной систем крови выявлена корреляция в группах коров на 7-м и 8-м месяцах стельности в паре: АКТГ – проокислительная способность; в группе коров на 3-м месяце стельности в паре: кортизол – проокислительная способность; в контрольной группе коров в паре: кортизол – антиокислительная способность (табл. 3).
Таблица 3
Корреляция уровня стресс-гормонов с показателями ферментативного колориметрического теста
|
Физиологическое состояние коров, n=10
|
Коэффициент корреляции Спирмена, rs |
|||
|
АКТГ – прокисли-тельная способность |
Кортизол – прокисли-тельная способно-сть |
АКТГ – антиоки-слительная способно-сть |
Кортизол– антиоки-слительная способность |
|
|
30-е сутки после отела (контроль) |
–0,336 |
–0,527 |
0,291 |
0,677* |
|
3-й месяц стельности |
0,249 |
0,673* |
–0,087 |
0,632 |
|
5-й месяц стельности |
0,425 |
–0,442 |
0,415 |
–0,521 |
|
7-й месяц стельности |
0,821** |
–0,440 |
-0,522 |
–0,413 |
|
8-й месяц стельности |
0,656* |
–0,292 |
0,448 |
0,115 |
|
7–10-е сутки до отела |
0,544 |
–0,284 |
0,565 |
0,107 |
|
10–15-е сутки после отела |
0,610 |
–0,507 |
–0,348 |
0,156 |
|
Примечание: *,** – значимость коэффициента корреляции (р < 0,05; р < 0,01) |
||||
Заключение
Выявленные в ходе исследований гормон-метаболитных взаимоотношений изменения функций гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы являются следствием изменения состояния материнского и плодового организма. Ускоренная секреция кортизола с 3-го по 7-й месяцы стельности приводит, в частности, к увеличению распада жиров, концентрации глюкопластических веществ, скорость поступления которых в этот период в органы и ткани материнского и плодового организма увеличивается.
Избыточная продукция свободных радикалов отмечается у стельных коров в пред- и послеотельный периоды, при этом антиоксидантная защита крови перед отелом снижается, после отела повышается.
Интенсивность свободнорадикальных реакций, протекающих в крови коров, сопряжена с повышением концентрации АКТГ и кортизола.
Данные об уровне гормонов в крови могут быть использованы для оценки функционального состояния эндокринной системы с целью сохранения здоровья коров и их потомства, а также коррекции условий содержания и эксплуатации.
Рецензенты:
Конвай В.Д., д.м.н., профессор кафедры математических и естественно-научных дисциплин ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина Министерства сельского хозяйства Российской Федерации, г. Омск;
Корпачева О.В., д.м.н., профессор кафедры патологической физиологии с курсом клинической патофизиологии ГБОУ ВПО «Омский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, г. Омск.