doi: 10.15389/agrobiology.2023.4.685rus
УДК 636.2.034:618.19-002:591.1:577.2
АКТИВНОСТЬ ТРИПСИНА В МОЛОКЕ КОРОВ ПОВЫШАЕТСЯ ПРИ МАСТИТАХ ОДНОВРЕМЕННО С ЭКСПРЕССИЕЙ ГЕНОВ ВОСПАЛЕНИЯ
В.Г. ВЕРТИПРАХОВ1 ✉, М.И. СЕЛИОНОВА1, В.В. МАЛОРОДОВ1,
Г.Ю. ЛАПТЕВ2, Л.А. ИЛЬИНА2
Мастит — одна из самых серьезных проблем в молочном животноводстве. Маститом часто страдают высокоудойные коровы, при этом их продуктивность снижается на 10-15 %, а нарушения функции молочной железы могут оказаться необратимыми. При клиническом течении патология имеет явные диагностические признаки. Основные известные способы диагностики субклинических форм мастита (маститные тесты) базируются на определении соматических клеток в молоке, число которых коррелирует с воспалением, но разработка методов ранней диагностики мастита и предмаститного состояния коров остается актуальной. При маститах также анализируют биохимические показатели и морфологические профили крови животных, экспрессию генов, ассоциированных с воспалением. Однако вопросы присутствия в молоке животных ферментов до конца не изучены. Трипсин рассматривают в качестве гормоноподобного вещества, способного влиять на метаболизм и быть маркером воспалительных процессов у животных и человека. Ранее мы изучили роль трипсина при экспериментальном токсикозе кур и изменении рационов. В представленном исследовании нами впервые выявлен трипсин в молоке коров, увеличение его активности при мастите установлено и сопоставлено с изменением других показателей, используемых для оценки состояния животных при патологии. Цель настоящей работы — выявить активность трипсина в молоке здоровых и больных маститом коров и определить количество соматических клеток в молоке, относительную экспрессию генов, ассоциированных с воспалениями, а также морфо-биохимические показатели крови. Результаты, полученные на 25 коровах (Bos taurus) Айрширской породы (10 лактирующих коров без клинических признаков мастита и 15 коров с клиническими признаками мастита, СГЦ «Смена» — филиал ФНЦ ВНИТИП РАН, Московская обл., 2022 год) показали, что активность трипсина в молоке изменялась в зависимости от состояния здоровья молочной железы: при мастите этот показатель возрастал по сравнению с нормой на 106,6 % (р ≤ 0,05), тогда как активность трипсина в сыворотке крови здоровых и больных маститом коров не имела существенных различий. Из биохимических показателей крови коров наиболее информативными оказалась концентрация глюкозы, кальция и фосфора. Мы обнаружили, что в сыворотке крови больных маститом коров количество глюкозы возрастает на 67,4% (p < 0,05), кальция — на 38,8 % (p < 0,05), содержание фосфора, наоборот, снижается на 23,8 % (p < 0,05) по сравнению с показателями у здоровых животных. В морфологическом профиле крови при маститах наблюдается лейкоцитоз, отмечается снижение иммунореактивности на 42,5 % (p < 0,05), соотношения лимфоцитов и нейтрофилов — на 20,4 % (p < 0,05), числа эозинофилов — на 57,4 % (p < 0,05) и базофилов — на 33,3 % (p < 0,05), при этом количество моноцитов увеличивается на 46,5 % по сравнению с контролем (p < 0,05). У больных маститом коров по сравнению со здоровыми увеличилась экспрессия генов моноцитарного хемотаксического протеина 1 и моноцитарного хемотаксического протеина 2,0 в 5,5 раза, фактора некроза опухоли a — в 3,9 раза, интерлейкина 4 и интерлейкина 8 соответственно в 2,9 раза и 14-кратно. Таким образом, мы установили, что коровье молоко содержит трипсин, который по активности (48,2±3,8 ед/л) не уступает ферменту в сыворотке крови животных. При воспалении молочной железы, которое было подтверждено инструментальными и молекулярно-генетическими методами, активность трипсина в молоке возрастает, что может быть использовано при разработке методов диагностики предмаститных состояний и ранних стадий маститов.
Ключевые слова: коровы, мастит, трипсин в молоке, диагностика маститов.
MILK TRYPSIN CLEAR INCREASES UNDER BOVINE MASTITIS SIMULTANEOUSLY WITH INFLAMMATION GENE EXPRESSION
V.G. Vertiprakhov1 ✉, M.I. Selionova1, V.V. Malorodov1, G.Yu. Laptev2, L.A. Ilyina2
Mastitis is one of the most serious problems in dairy farming. Mastitis often affects high-yielding cows, with a 10-15 % reduction in productivity and irreversible mammary gland dysfunction. In clinical course pathology has clear diagnostic signs. The main known methods of diagnostics of subclinical forms of mastitis (mastitis tests) are based on the determination of somatic cells in milk, the number of which correlates with inflammation, but the development of methods for early diagnosis of mastitis and pre-mastitis state of cows remains relevant. Biochemical parameters and morphological profiles of animal blood, expression of genes associated with inflammation are also examined in mastitis. However, the presence of enzymes in animal milk has not been fully studied. Trypsin is considered as a hormone-like substance capable of influencing metabolism and being a marker of inflammatory processes in animals and humans. Previously, we have shown the role of trypsin in experimental toxicosis of chickens and dietary changes. In the presented study we have for the first time revealed trypsin in the milk of cows, the increase in its activity in mastitis was established and compared with changes in other indicators used to assess the state of animals in pathology. The aim of the present work is to detect trypsin activity in milk of healthy and mastitis-affected cows and to determine the number of somatic cells in milk, relative expression of genes associated with inflammation, as well as morpho-biochemical blood parameters. The results obtained on Ayrshire cows (Bos taurus), 10 lactating cows without clinical signs of mastitis and 15 cows with clinical signs of mastitis (SGC Smena — a branch of the FSC VNITIP RAS, Moscow Province, 2022), showed that in the milk, the activity of genes associated with inflammation and the trypsin activity varied depending on the mammary gland health. In mastitis this index increased compared to the norm by 106.6 % (p £ 0.05), whereas trypsin activity in blood serum of healthy and mastitis cows had no significant differences. Of the biochemical parameters of cow blood, the most informative were the concentration of glucose, calcium and phosphorus. We found that in blood serum of mastitic cows the amount of glucose increases by 67.4% (p < 0.05), calcium by 38.8% (p < 0.05), the concentration of phosphorus, on the contrary, decreases by 23.8 % (p < 0.05) compared to healthy animals. In the blood morphological profile at mastitis leukocytosis is observed, there is a decrease in immunoreactivity by 42,5 % (p < 0.05), the ratio of lymphocytes and neutrophils by 20.4 % (p < 0.05), the number of eosinophils by 57.4 % (p < 0.05) and basophils by 33.3 % (p < 0.05), while the number of monocytes increases by 46.5 % compared to the control (p < 0.05). The expression of genes of monocyte chemotactic protein 1 and monocyte chemotactic protein 2 increased 5.5-fold, tumor necrosis factor alpha 3.9-fold, interleukin 4 and interleukin 8 2.9-fold and 14-fold, respectively, in cows with mastitis compared to healthy cows. Thus, we found that cow's milk contains trypsin, which is not inferior to the enzyme in the blood serum of animals in terms of activity (48.2±3.8 units/l). In inflammation of the mammary gland confirmed by instrumental and molecular genetic methods, trypsin activity in milk increases, which can be used in the development of diagnostic methods for pre-mastitis and early stages of mastitis.
Keywords: cows, mastitis, milk trypsin, mastitis diagnostic methods.
1ФГБОУ ВПО Российский государственный |
Поступила в редакцию |
