doi: 10.15389/agrobiology.2018.4.831rus

УДК 636.2:619:618.3:577.1

 

АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ
ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У НОВОРОЖДЕННЫХ ТЕЛЯТ
С ВНУТРИУТРОБНОЙ ЗАДЕРЖКОЙ РАЗВИТИЯ

В.А. САФОНОВ1, В.И. МИХАЛЁВ2, А.Е. ЧЕРНИЦКИЙ2

Внутриутробная задержка развития эмбриона и плода (ВЗРП), определяемая как несоответствие размеров формирующихся эмбрионов и плодов срокам их гестации – распространенная патология среди сельскохозяйственных животных. Незрелая система антиоксидантной защиты (АОЗ) у новорожденных с ВЗРП предрасполагает к развитию оксидативного стресса и связанных с ним патологических состояний. В 2013 году в условиях крупного молочного комплекса (ООО «Агротех-Гарант Нащекино» Аннинский р-н, Воронежская обл.) проведено сравнительное исследование показателей системы АОЗ и функционального состояния органов дыхания у новорожденных телят при физиологически протекающей беременности и ВЗРП и их влияния на развитие респираторных заболеваний в неонатальный период. Обследовано 53 теленка красно-пестрой породы: 28 — с ВЗРП в анамнезе и 25 — с физиологическим течением беременности у матерей (контрольная группа). Через 24 ч после рождения у телят отбирали пробы волос из кисти хвоста, кровь и конденсат выдыхаемого воздуха (КВВ) для биохимических исследований, определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС) и дыхательных движений (ЧДД) в минуту, соотношение ЧСС/ЧДД (индекс Хильдебрандта), дыхательный объем (ДО) и минутный объем дыхания (МОД), объем КВВ, образующийся за 1 мин (V1) и из 100 л выдыхаемого воздуха (V2). В волосе телят методом атомно-адсорбционной спектрофотометрии (Shimadzu AA6300, Япония) определяли содержание железа, меди, цинка, марганца, селена и кобальта, в крови с применением спектрофотометрических методов (Shimadzu UV-1700, Япония) исследовали активность каталазы, селензависимой глутатионпероксидазы (ГПО), супероксиддисмутазы (СОД), концентрацию  малонового диальдегида (МДА), в сыворотке (плазме) крови — концентрацию витамина А, a-токоферола, L-аскорбиновой кислоты и общую антиокислительную активность (АОА). В КВВ телят исследовали концентрацию МДА (Shimadzu UV-1700, Япония), интенсивность железоиндуцированной хемилюминесценции (БХЛ-07, Россия), активность аланинаминотрансферазы (АлАТ), γ-глутамилтрансферазы (ГГТ) и аспартатаминотрансферазы (АсАТ) (Hitachi-902, Япония). В крови телят с ВЗРП установлено снижение активности каталазы на 14,4 % (Р < 0,001), ГПО на 14,0 % (Р < 0,001) и СОД на 33,8 % (Р < 0,001), в сыворотке — содержания витамина A на 36,7 % (Р < 0,05) и α-токоферола на 38,3 % (Р < 0,001), ОАО (в плазме) на 18,6 % (Р < 0,01), в волосе — меди на 28,3 % (P < 0,001), цинка на 10,7 % (P < 0,001), марганца на 9,4 % (P < 0,001), селена на 26,4 % (P < 0,001) и кобальта на 36,8 % (P < 0,001), увеличение содержания МДА в крови и КВВ соответственно на 26,8 % (P < 0,001) и 119,5 % (P < 0,001), интенсивности вспышки Imax и светосуммы хемилюминесценции S КВВ соответственно на 36,2 % (P < 0,01) и 40,6 % (P < 0,01) по сравнению с контрольной группой. Повышение соотношения S/tg2a в КВВ телят с ВЗРП (на 35,5 % по сравнению с контрольной группой, P < 0,01) свидетельствовало о нарушении баланса оксидантной и антиоксидантной активности КВВ и развитии оксидативного стресса. Структурно-функциональное повреждение клеток респираторного тракта в условиях оксидативного стресса у телят с ВЗРП сопровождалось повышением экспирации АлАТ на 105,9 % (P < 0,001), ГГТ на 416,1 % (P < 0,001), АсАТ на 62,5 % (P < 0,001) и интенсивности респираторного влаговыделения (V2) на 67,3 % (P < 0,001) по сравнению с контрольной группой. Увеличение индекса Хильдебрандта у телят с ВЗРП (на 7,9 % по сравнению с контрольной группой, P < 0,05) свидетельствовало о расстройстве вегетативной регуляции и перенапряжении кардиореспираторной функциональной системы. Обнаружены статистически значимые зависимости между вероятностью развития бронхопневмонии у телят и соотношением S/tg2a, отражающим баланс оксидантной и антиоксидантной активности КВВ (rt-K = +0,58 при P < 0,01), а также активностью каталазы в крови (rt-K = -0,68 при P < 0,01), ГПО (rt-K = -0,36 при P < 0,05) и СОД (rt-K = -0,62 при P < 0,01).

Ключевые слова: внутриутробная задержка развития эмбриона и плода, новорожденные телята, система антиоксидантной защиты, оксидативный стресс, конденсат выдыхаемого воздуха, респираторные болезни, бронхопневмония.

 

Полный текст

 

 

ANTIOXIDANT STATUS AND FUNCTIONAL CONDITION
OF RESPIRATORY SYSTEM OF NEWBORN CALVES
WITH INTRAUTERINE GROWTH RETARDATION

V.A. Safonov1, V.I. Mikhalev2, A.E. Chernitskiy2

Intrauterine fetal and embryo growth retardation (IUGR), defined as a discrepancy of embryo forming and fetus size and their gestation terms, is a common pathology among farm animals. Respiratory dysfunctions in newborns with IUGR are among the factors leading to animal death from birth to weaning. The immature antioxidant defense system (AOS) of newborns with IUGR predisposes to oxidative stress progression and associated pathologies. We show in this paper the lack of enzymatic and non-enzymatic links of antioxidant protection, an increased concentration of malonic dialdehyde in blood and in exhaled air, and higher expiration of enzymes of different subcellular localization, i.e. alanine aminotransferase, g-glutamyl transferase, aspartate aminotransferase, indicating damage to the respiratory tract cells. These data contribute to elucidating mechanisms of respiratory dysfunctions as influenced by IUGR. A comparative study of AOS indicators, functional state of respiratory organs of newborn calves and the respiratory disease progression in the neonatal period was carried out at a large dairy complex (Agrotech-Garant Nashchekino Co. Ltd, Anninsky Region, Voronezh Province) in 2013. A total of 53 red-motley calves were examined, including 28 calves with IUGR in history and 25 ones whose mothers had physiological course of pregnancy (control group). In 24 hours after the calves’ birth, switch tail hair samples, blood and exhaled breath condensate (EBC) were collected for biochemical studies, the heart rate (HR) and frequency of respiratory rate (RR) per minute, the ratio of HR/RR (Hildebrandt index), tidal volume (TV) and respiratory minute volume (RMV), the volume of EBC produced per minute (V1) and from 100 liter of exhaled air (V2) were determined. The hair concentrations of iron, copper, zinc, manganese, selenium and cobalt were determined by atomic absorption spectrophotometry (Shimadzu AA6300, Japan); the activity of catalase, selenium-dependent glutathione peroxidase (GPO), superoxide dismutase (SOD) in blood, the blood concentration of malonic dialdehyde (MDA), the serum (plasma) content of vitamin A, α-tocopherol, L-ascorbic acid and total antioxidant activity (AOA) were studied spectrophotometrically (Shimadzu UV-1700, Japan). The MDA concentration (Shimadzu UV-1700, Japan), intensity of iron-induced chemiluminescence (BHL-07, Russia), the activity of alanine aminotransferase (ALAT), γ-glutamyltransferase (GGT) and aspartate aminotransferase (ASAT) (Hitachi-902, Japan) were examined in EBC of calves. In the calves with IUGR, as compared to the control group, blood catalase activity reduced by 14.4 % (P < 0.001), GPO by 14.0 % (P < 0.001) and SOD by 33.8 % (P < 0.001), blood serum content of vitamin A decreased by 36.7 % (P < 0.05) and α-tocopherol by 38.3 % (P < 0.001), while blood plasma AOA was higher by 18.6 % (P < 0.01), hair concentration of copper decreased by 28.3 % (P < 0.001), zinc by 10.7 % (P < 0.001), manganese by 9.4 % (P < 0.001), selenium by 26.4 % (P < 0.001) and cobalt by 36.8 % (P < 0.001), the MDA level in blood and EBC increased by 26.8 % (P < 0.001) and 119.5 % (P < 0.001), respectively, also, intensity of chemiluminescence outbreak Imax and the light sum of chemiluminescence S of EBC were higher by 36.2 % (P < 0.01) and 40.6 % (P < 0.01), respectively. An increase in the ratio of S/tg2α in EBC of calves with IUGR (by 35.5 % compared to the control group, P < 0.01) indicated imbalance of oxidative and antioxidant activity of EBC and oxidative stress progression. Structural and functional damage of respiratory tract under oxidative stress of IUGR calves was accompanied by an increase in ALAT expiration by 105.9 % (P < 0.001), GGT by 416.1 % (P < 0.001), ASAT by 62.5 % (P < 0.001), and respiratory moisture release (V2) by 67.3 % (P < 0.001) compared to the control group. An increase in Hildebrandt index of calves with IUGR (by 7.9 % compared to the control group, P < 0.05) indicates the autonomic regulation disorder and the cardiorespiratory functional system overstrain. A statistically significant relationship was found between the risk of bronchopneumonia development and the S/tg2a ratio which reflects the balance of EBC oxidative and antioxidant activity (rt-K = +0.58, P < 0.01), and also the blood activity of catalase (rt-K = -0.68, P < 0.01), GPO (rt-K = -0.36, P < 0.05) and SOD (rt-K = -0.62, P < 0.01).

Keywords: intrauterine fetal and embryo growth retardation, newborn calves, antioxidant defense system, oxidative stress, exhaled breath condensate, respiratory diseases, bronchopneumonia.

 

1ФГБУ Институт геохимии и аналитической
химии им. В.И. Вернадского РАН,

119991 Россия, г. Москва, ул. Косыгина, 19,
е-mail: safonovbio@gmail.com;
2ГНУ Всероссийский научно-исследовательский
ветеринарный институт патологии, фармакологии
и терапии Россельхозакадемии,

394087 Россия, г. Воронеж, ул. Ломоносова, 114-6,
e-mail: vnivipat@mail.ru, cherae@mail.ru

Поступила в редакцию
21 марта 2018 года

 

назад в начало