doi: 10.15389/agrobiology.2024.2.301rus
УДК 636.2:636.082:577.175.534
КОРТИЗОЛ КАК МАРКЕР ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СТРЕССА У БЫКОВ-ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ (Bos taurus)
А.И. АБИЛОВ1, А.А. ГУДИЛИНА1, Н.А. КОМБАРОВА2 ✉,
В.В. ТУРБИНА1, Ю.А. КОРНЕЕНКО-ЖИЛЯЕВ1
Эндокринный механизм стресса у животных до сих пор окончательно не выяснен. Социальный стресс из-за иерархии в стаде увеличивает выработку кортизола, катехоламинов, может влиять на половое поведение и фертильность, снижать продуктивность. Несмотря на огромное значение проблемы для племенных предприятий, занимающихся получением и криоконсервацией спермы сельскохозяйственных животных в коммерческих и научных целях, нет специальных исследований, посвященных связи качественных и количественных характеристик эякулята и оплодотворяющей способности сперматозоидов с уровнем постэякулятивного кортизола. В представленной работе мы впервые показали, что результативность искусственного осеменения прямо пропорциональна концентрации кортизола в сыворотке крови быков-производителей после эякуляции. У молодых быков-производителей доминировал стресс, связанный с взятием крови, у взрослых особей половое возбуждение подавляло стресс от этой ветеринарной манипуляции. Впервые выявлена зависимость оплодотворяющей способности сперматозоидов крупного рогатого скота от уровня кортизола в сыворотке крови у быков-производителей после эякуляции. Мы определили динамику концентрации кортизола в крови 11 быков-производителей голштинской породы иностранной селекции в возрасте 29-71 мес (холдинг АО «ГЦВ», дочернее племенное предприятие АО «Уралплемцентр», Свердловская обл., 2018-2021 годы) после эякуляции при периодичности получения семени согласно установленной технологии и оценили влияние кортизола на оплодотворяющую способность полученных сперматозоидов после их криоконсервации. Как у молодых, так и у взрослых животных выявлена достоверная положительная динамика уровня кортизола при ежесуточных ветеринарных манипуляциях по взятию крови в течение эксперимента. Средняя концентрация кортизола после эякуляции у молодых производителей (n = 6) в условиях стресса, вызванного этими регулярными манипуляциями, увеличивалась равномерно и в дни трех последовательных дуплетных взятий семени с 4-5-суточными интервалами составила 70,8; 91,1 и 144,7 нмоль/л. У взрослых быков (n = 5) старше 4 лет максимальный уровень кортизола (172,5 нмоль/л) зафиксирован после второго взятия семени, а к третьему отмечалось его незначительное снижение (на 5 %). С ростом концентрации кортизола после эякуляции увеличивается количество выделенных сперматозоидов. У молодых быков после трех последовательных дуплетных взятий семени с 4-5-суточными интервалами за одну эякуляцию получили соответственно 4,0; 5,5 и 6,2 млрд сперматозоидов, у производителей старше 4 лет — 6,6; 7,3 и 7,5 млрд сперматозоидов. При оценке оплодотворяющей способности сперматозоидов крупного рогатого скота в зависимости от уровня кортизола в сыворотке крови после эякуляции лучшие результаты (59-60 %, р < 0,001) дали замороженные спермодозы из эякулятов, получение которых сопровождалось значительным выбросом кортизола в кровяное русло (концентрацией 162-216 нмоль/л).
Ключевые слова: быки-производители, кортизол, эякуляция, спермопродукция, стресс, искусственное осеменение.
CORTISOL AS A MARKER OF PHYSIOLOGICAL STRESS IN Bos taurus SIRES
A.I. Abilov1, A.A. Gudilina1, N.A. Kombarova2 ✉, V.V. Turbina1,
Yu.A. Korneenko-Zhilyaev1
The endocrine mechanism in animal stress has not yet been fully elucidated. Social stress due to hierarchy in the herd increases the production of cortisol, catecholamines, can affect sexual behavior and fertility, and reduce productivity. Despite the enormous importance of the problem for breeding enterprises involved in the production and cryopreservation of sperm of farm animals for commercial and scientific purposes, there are no special studies to investigate the connection of the qualitative and quantitative parameters of the ejaculate and its fertilizing ability with the post-ejaculatory cortisol level. In the presented work, we revealed for the first time that the effectiveness of artificial insemination is directly proportional to the concentration of blood cortisol in stud bulls after ejaculation. In young stud bulls, stress associated with blood sampling dominated; in adult bulls, sexual arousal suppressed stress caused by this veterinary manipulation. For the first time, we find out the dependence of the fertilizing capability of the bull sperm on the post-ejaculation blood cortisol level. We assessed the pattern of post-ejaculation cortisol concentration in 11 Holstein bulls of foreign selection aged 29-71 months (holding JSC GCV, a subsidiary breeding enterprise of JSC Uralplemtsentr, Sverdlovsk region, 2018-2021) which are exploited according to approved technology and determined the fertilizing rate of the cryopreserved resulting sperm as influenced by the blood cortisol level. In both young and adult animals, there was a significant positive dynamics of cortisol in response to blood sampling. The average blood cortisol concentration in young sires (n = 6) under stress from this regular manipulation increased evenly and reached 70.8; 91.1 and 144.7 nmol/l on the days of three consecutive doublet collections of semen after 4-5-day intervals. In bulls (n = 5) older than 4 years, the peak concentration of cortisol (172.5 nmol/l) occurred in the second semen collection, and by the third collection, there was a slight decrease in the cortisol level, by 5 %. As post-ejaculation blood cortisol increases, the number of spermatozoa per ejaculate increases. In young bulls, after three consecutive double collections of semen at 4-5 day intervals, 4.0, 5.5 and 6.2 billion spermatozoa per ejaculation were obtained, in sires over 4-year old, 6.6, 7.3 and 7.5 billion sperm. The sperm from sires with the highest post-ejaculation levels of cortisol released into the bloodstream (162-216 nmol/l) exhibited the best fertilizing rate, 59-60 % (p < 0.001).
Keywords: sires, cortisol, ejaculation, sperm production, stress, artificial insemination.
1ФГБНУ Федеральный исследовательский центр |
Поступила в редакцию |
