На правах рукописи

Сафонов Владимир Александрович эндокринный и оксидно-антиоксидантный статус высокопродуктивных коров в связи с репродукцией и его коррекция селенсодержащими препаратами

03.01.04 – биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Воронеж – 2013

Работа выполнена в отделах патобиохимии и патофизиологии, патологии воспроизводства и молочной железы ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН.

Научный консультант - доктор биологических наук, профессор

Рецкий Михаил Исаакович

Официальные оппоненты:

Карпенко Лариса Юрьевна – доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины, профессор кафедры органической и биологической химии, проректор по научной работе и международным связям

Самотин Анатолий Митрофанович – доктор ветеринарных наук, ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии Российской академии сельскохозяйственных наук, научный консультант отдела фармакологии

Ярован Наталия Ивановна – доктор биологических наук, профессор, ФГБУ ВПО Орловский государственный аграрный университет, заведующая кафедрой химии

Ведущая организация – ФГБУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. профессора И.И. Иванова

Защита диссертации состоится « 5 » июля 2013 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.004.01 при ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии РАСХН» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Ломоносова, 114-б. Тел/факс 8-473-253-92-81, E-mail: vnivipat@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИВИПФиТ Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «____» _______________ 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Т.И. Ермакова

1. Общая характеристика работы

1.1. Актуальность темы. Среди множества фундаментальных проблем современной биологии и ветеринарии на одно из первых мест выдвигается проблема повышения плодовитости и сохранения продуктивного долголетия высокопродуктивного молочного скота, как основы высокой рентабельности производства продуктов животноводства (В.И. Фисин, 2006). Полагают, что наблюдаемые расстройства воспроизводительной функции у коров при повышении генетического потенциала молочной продуктивности во многом связаны с существенными и неадекватными сдвигами в обмене веществ (В.Т. Самохин, 2003; Н.М. Решетникова, 2005, 2007; А.Г. Нежданов, 2008 и др.). Поэтому одним из направлений решения данной проблемы является исследование роли в патогенезе акушерско-гинекологических патологий у коров эндокринного (А.Г. Нежданов, 1987; К.Г. Дашукаева, 1997; К.А. Лободин, 2010), антиоксидантного (М.И. Рецкий, 1997; А.Ф. Колчина, 2000; Н.И. Ярован, 2008; Г.Н. Близнецова, 2010) и общего метаболического профиля (А.Г. Нежданов, 1987; Т.Е. Григорьева, 1994; К.В. Племяшов, 2010). Тем более, в последнее время выдвинута концепция (В.М. Дильман, 1987), утверждающая, что акушерская патология у млекопитающих являет собой побочный продукт действия тех механизмов, которые необходимы для выполнения генетической программы формирования беременности и развития плода.

Источником повреждения тканевых структур органов репродукции в этом случае могут быть, казалось бы, нормальные для беременности процессы метаболизма, в частности, активизация процессов свободнорадикального окисления, направленная на увеличение синтеза простагландинов и стероидных гормонов, влекущая за собой образование и накопление реактивных форм кислорода (супероксидный, гидроксидный, гидроперекисный радикалы, перекись водорода, синглетная форма кислорода), выступающих универсальным неспецифическим метаболическим звеном в развитии многих патологических состояний (Ю.А. Владимиров, 1987; Н.К. Зенков, 2001). При функциональной недостаточности или срыве физиологических возможностей системы антиоксидантной защиты происходит чрезмерное накопление активных форм кислорода, инициирующих лавинообразное развитие процессов свободнорадикального окисления (СРО).

Кроме того, в последние годы становится все более очевидным участие в патогенезе функциональных нарушений репродуктивной системы у млекопитающих не только активных метаболитов кислорода, но и такого свободного радикала, как оксид азота (М.И. Рецкий, Г.Н. Близнецова, 2003, 2010), являющегося универсальным регулятором физиологических функций организма и метаболизма клеток, в том числе защитно-приспособительных реакций при стрессовых и адаптивных ответах организма (K. Dobashi et al., 1997; Е.Б. Манухина, И.Ю. Малышев, 2000; Н.К. Зенков, 2001; S. Ulker et al., 2003; Г.Н. Близнецова, 2010).

Поэтому проблема исследования «оксидативного стресса», затрагивающего системы ПОЛ-АОЗ и оксида азота в генезе акушерско-гинекологических патологий во взаимосвязи с состоянием эндокринной системы и обеспеченностью организма животных уникальным биогенным элементом – селеном, контролирующим в составе белков и пептидов уровень перекисных окислений, синтез нуклеиновых кислот и протеинов, липидный обмен, процессы гомеостаза и гормоногенеза, участвующего в формировании иммунной защиты (А.Г. Мойсеенок с соавт., 2002; В.А. Тутельян с соавт., 2002; Н.А. Голубкина с соавт., 2006; В.В. Ермаков, 2006), выходит на одно из первых мест при решении вопросов, связанных с сохранением их плодовитости.

1.2. Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключается в изучении и выявлении особенностей изменений гормонального, антиоксидантного, общего биохимического и гематологического статусов высокопродуктивных молочных коров при разном физиологическом и патологическом состоянии их репродуктивной функции и роли эндокринной и антиоксидантной систем в развитии акушерско-гинекологических патологий и обеспечении их репродуктивного здоровья. В соответствии с этим на разрешение поставлены следующие задачи.

1. Изучить динамику эндокринного, свободнорадикального и метаболического гомеостаза у высокопродуктивных молочных коров при формировании беременности и выявить их роль в развитии позднего токсикоза беременных.

2. Выявить значение эндокринной и антиоксидантной систем в послеродовой адаптации животных и развитии неспецифических воспалительных заболеваний органов репродукции.

3. Установить состояние эндокринной и антиоксидантной системы защиты у бесплодных коров с хроническими патологиями половых органов и их роль в развитии расстройств функции воспроизведения.

4. Определить особенности свободнорадикального окисления и функционирования системы антиоксидантной защиты у коров при разном уровне обеспеченности их организма селеном.

5. Дать оценку особенностям функционирования систем эндокринной регуляции и антиоксидантной защиты в процессе становления половой и физиологической зрелости и перехода их репродуктивного гомеостаза на циклический режим функционирования.

6. Определить влияние препаратов селена на гормональный, оксидно-антиоксидантный, биохимический и клинический статус коров и дать оценку его роли в обеспечении их репродуктивного здоровья.

1.3. Научная новизна. Впервые выполнены комплексные исследования по оценке системы ПОЛ-АОЗ и оксида азота у высокопродуктивных молочных коров при разном физиологическом и патологическом состоянии их репродуктивной функции во взаимосвязи с гормональным, биохимическим и гематологическим статусом. Определена роль функциональной недостаточности эндокринных желез, фетоплацентарной системы и оксидативного стресса в развитии позднего токсикоза (гестоза), функциональных расстройств и воспалительных заболеваний органов системы репродукции. Охарактеризована роль оксида азота в системе многоуровневой регуляции функциональной деятельности половых желез и в механизмах развития их дисфункции.

Дана оценка особенностям функционирования системы эндокринной регуляции, антиоксидантной защиты и системы оксида азота у коров при разном уровне обеспеченности селеном, при переходе репродуктивного гомеостаза животных на циклический режим функционирования.

Определено влияние неорганических (селенит натрия, селемаг) и органических (селекор, селедант) форм селена на гормональный, оксидно-антиоксидантный, биохимический и клинический статус коров и дано научное обоснование к их применению для контроля за гормонально-метаболическим, пероксидно-антиоксидантным статусом и воспроизводительной функцией.

Новизна результатов исследований подтверждена двумя патентами на изобретения.

1.4. Практическая значимость и реализация результатов исследований. Расширено современное представление о роли процессов СРО, эндокринной недостаточности и оксидативного стресса в развитии акушерско-гинекологических патологий у животных на разных этапах функционирования репродуктивного гомеостаза. Получены дополнительные сведения о роли селена в регуляторных механизмах метаболизма и репродуктивной функции. Подтверждена целесообразность и показана эффективность применения селемага и диметилпиразолилселенида для профилактики функциональных расстройств и воспалительных заболеваний органов репродуктивной системы. Рекомендованы оптимальные сроки включения ремонтных телок в воспроизводство.

Основные научные положения и практические предложения вошли в методические рекомендации, утвержденные на Федеральном уровне: Методические рекомендации по диагностике, терапии и профилактике болезней органов размножения у коров и телок (Воронеж, 2007); Методические рекомендации по диагностике, профилактике и терапии гестоза у молочных коров и свиноматок (Воронеж, 2009); Методическое пособие по профилактике бесплодия у высокопродуктивного молочного скота (Воронеж, 2010), использованы при разработке Инструкции по применению Селемага (инъекционного раствора) для профилактики и лечения заболеваний, развивающихся на фоне недостаточности витамина Е и селена у сельскохозяйственных животных (М., 2005, регистрационный № ПВР-2-4.3/01388) и Инструкции по применению Селеданта 300, 1000 для регуляции окислительно-восстановительных процессов, нормализации обмена веществ, регуляции репродуктивной функции и профилактики послеродовых патологий, повышения резистентности животных к заболеваниям (М., 2007, регистрационный № ПВР-2-1.7/01895), освещены в научных статьях, опубликованных в рецензируемых изданиях: Доклады РАСХН, Вестник РАСХН, Сельскохозяйственная биология, Ветеринария, Молочное и мясное скотоводство, Проблемы биологии продуктивных животных, Достижения науки и техники АПК и в ряде других.

1.5. Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены и одобрены на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях: «Актуальные проблемы болезней молодняка в современных условиях» (Воронеж, 2002); «Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы» (Москва, 2003); «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005); «Современная ветеринарная защита высокопродуктивных коров» (Воронеж, 2005); «Повышение эффективности лечения и профилактики акушерско-гинекологических заболеваний и биотехники размножения животных» (Киров, 2005); «Сельскохозяйственная наука Республики Мордовия: достижения, направления развития» (Саранск, 2005); «Актуальные проблемы ветеринарной медицины» (Курск, 2005, 2008); «Актуальные проблемы ветеринарной патологии и морфологии животных» (Воронеж, 2006); «Актуальные проблемы ветеринарии в современных условиях» (Краснодар, 2006, 2011); «Актуальные проблемы диагностики, терапии и профилактики болезней животных» (Воронеж, 2006); «Тяжелые металлы и радионуклеотиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2006); «Биогеохимия элементов в субстратной и пищевой цепях агро-аквальных систем» (Тюмень, 2007); «Современные проблемы геоэкологии и сохранения биоразнообразия» (Бишкек, 2007); I и III съездах ветеринарных фармакологов и токсикологов России (Воронеж, 2007; С.-Петербург, 2011); «Актуальные проблемы ветеринарного акушерства, гинекологии и биотехники размножения животных» (Ставрополь, 2007); «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» (Екатеринбург, 2007), «Актуальные вопросы интенсивного развития животноводства» (Горки Могилевской обл., Республика Беларусь, 2007); «Трансферт инновационных технологий в животноводстве» (Орел, 2008); «Проблемы, задачи и пути научного обеспечения приоритетного национального проекта «Развитие АПК» (Новочеркасск, 2008); «Новые аспекты биотехнологии репродукции животных» (С.-Петербург, 2008); «Актуальные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса» (Курск, 2008); «Современные проблемы диагностики, лечения и профилактики болезней животных и птиц» (Екатеринбург, 2008, 2010); «Биогеохимия в народном хозяйстве: фундаментальные основы ноосферных технологий» (Астрахань, 2008); «Современные проблемы ветеринарного обеспечения репродуктивного здоровья животных» (Воронеж, 2009); «Актуальные проблемы болезней обмена веществ у сельскохозяйственных животных» (Воронеж, 2010); «Развитие идей континентальной биогеохимии и геохимической экологии» (Москва, 2010); «Акушерство, гинекология и биотехника размножения в условиях интенсификации животноводства» (Витебск, Республика Беларусь, 2011); «Практическое использование современных научных разработок в воспроизводстве и селекции крупного рогатого скота» (Дубровицы-Быково Московской области, 2011); «Экологические проблемы использования природных и биологических ресурсов в сельском хозяйстве» (Екатеринбург, 2012); «Современные проблемы ветеринарного акушерства и биотехнологии воспроизведения животных» (Воронеж, 2012).

1.6. Публикации. Основные научные результаты, включенные в диссертацию, опубликованы в 64 печатных работах, в т.ч. в 20 ведущих научных журналах, рекомендованных Минобразования России, 2 патентах и 2 методических рекомендациях и пособиях.

1.7. Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 243 страницах в компьютерном исполнении и состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследования, результатов собственных исследований, включающих девять разделов, заключения, выводов и практических предложений по результатам исследований, списка использованной литературы, включающего 471 источник, в том числе 172 зарубежных авторов. Диссертация содержит 48 таблиц и 16 рисунков.