Effect of biologically active substances on hematological status of cows
- Authors: Slashchilina T.V.1, Shaposhnikov I.T.1, Aristov A.V.1, Marmurova O.M.1, Kotsarev V.N.2
-
Affiliations:
- Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great
- Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy
- Issue: Vol 17, No 3 (2022)
- Pages: 406-415
- Section: Veterinary science
- URL: https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19807
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-797X-2022-17-3-406-415
Cite item
Full Text
Abstract
Industry development has a technogenic impact on the environment, thereby posing a threat to health and welfare of farm animals. As a result, toxic substances accumulate in soil, water, feed, and have a long period of decomposition. At the same time, changes in the metabolic profile occur in animals, leading to a decrease in their resistance to viral and bacterial infections. The search for new means and methods to stop the development of pathological conditions and create conditions for the resistance of cows to technogenic stress seems to be relevant. In this regard, the purpose was to study the effect of аminoseleferon-B on hematological parameters and protein metabolism of cows with immune deficiency under technogenic load caused by the chemical industry producing mineral fertilizers in Voronezh region. During monitoring soil and water bodies near this object, an excess of the maximum permissible concentrations for heavy metal content was established. The studies were carried out in industrial livestock complex on 20 highly productive dairy cows with a secondary immunodeficiency state, located in the zone of exposure to chemical emissions into the atmosphere. Control and experimental groups of animals were formed. Experimental cows were injected with аminoseleferon-B. It was revealed that the presence of cows in conditions of technogenic impact on the environment leads to decrease in total protein, change in blood fractional composition, which negatively affects physiological processes in the body. Insufficient levels of αand γ-globulin fractions in cow blood indicate inhibition of natural resistance factors. A negative reaction of animal organism associated with exposure to toxins is indicated by significant increase in the level of β-globulins in blood. It was found that аminoseleferon-B had a corrective effect on blood morphological parameters and protein metabolism, significantly increasing number of erythrocytes, leukocytes, hemoglobin, lymphocytes, monocytes, total protein, α-globulins, γ-globulins and reducing content of neutrophils, eosinophils, β-globulins to normal levels. Thus, аminoseleferon-B contributed to increase in natural resistance, adaptation to adverse environmental factors and stimulation of metabolic processes in cows.
Full Text
Введение
Развитие промышленности потенцирует техногенное воздействие выбросов и токсических продуктов на внешнюю среду, тем самым представляя угрозу для здоровья и благополучия сельскохозяйственных животных. В результате экологического неблагополучия в почве, воде, кормах, воздухе накапливаются различные токсические химические вещества. Большую опасность в этой связи приобретают отходы, обладающие длительным периодом разложения и высокой проникающей способностью в почву и водные ресурсы [1—4]. Разведение сельскохозяйственных животных на территориях, которые примыкают к промышленным предприятиям, приводит к накоплению в их организме многочисленных ксенобиотиков. При этом возникают различные изменения метаболического профиля, развивается иммуносупрессия, и как следствие — снижение устойчивости организма животных к вирусным и бактериальным инфекциям, появление патологий с неясной этиологией [2, 5—9]. Следует отметить, что в настоящее время для повышения устойчивости сельскохозяйственных животных к техногенным нагрузкам используют лекарственные препараты, преимущественно растительного или животного происхождения, обладающие антистрессовыми, адаптогенными и иммуностимулирующими потенциалами [6, 10—15]. Поиск новых средств и методов, купирующих развитие патологического состояния, а также создающих условия для повышения устойчивости коров к неблагоприятному техногенному воздействию, представляется актуальным.
Цель исследований — изучить влияние Аминоселеферона-Б на гематологические показатели и белковый метаболизм коров с иммунным дефицитом при техногенной нагрузке, вызванной продуктами переработки химической промышленности по производству минеральных удобрений.
Материал и методы исследования
Исследования проводили на предприятиях АПК Нижнедевицкого района Воронежской области. В границах выбранного района расположено предприятие по изготовлению минеральных удобрений. Мониторинг региональным экологическим надзором Воронежской области почвы и водоемов вблизи данного объекта установил превышение предельно допустимых концентраций содержания тяжелых металлов.
Перед проведением исследований мы отобрали коров в период сухостоя (за две недели до отела) и разделили их методом конвертов на две группы по 10 голов в каждой. Животным контрольной группы (n = 10) подкожно вводили 0,9 % раствор натрия хлорида в дозе 10 см3 на голову, трижды, с интервалом 48 ч. Животным опытной группы (n = 10) подкожно инъецировали тканевой препарат Аминоселеферон-Б, в дозе 10 см3 на голову, трижды, с интервалом 48 ч. Аминоселеферон-Б относится к тканевым препаратам и создан на основе аминоселетона (продукта криофракционирования селезенки крупного рогатого скота) и α- и γ-интерферонов бычьих рекомбинантных [8, 10].
Иммунный статус коров характеризовался снижением функциональной активности компонентов клеточного и гуморального иммунитета [8]. От 5 коров из каждой группы до проведения исследования и через 10 суток после завершения опыта отбирали пробы венозной крови для проведения морфо-биохимических исследований. Для выявления патологических процессов в организме животных и эффективности проводимых профилактических мероприятий изучали наиболее информативные показатели крови [16—19]. Маркерные показатели гематологического статуса (эритроциты — RBC; гемоглобин — HBC; лейкоциты — WBC; палочкоядерные нейтрофилы — B NEU; сегментоядерные нейтрофилы — S NEU; эозинофилы — E OS; моноциты — M ON; лимфоциты — L YM) и белкового метаболизма (общий белок — T P; альбумины — A lb; глобулины — G lob; альфа-глобулины — α -Glob; бета-глобулины — β -Glob; гамма-глобулины — γ -Glob) определяли по общепринятым методикам клинической ветеринарии.
Все расчеты делали на персональном компьютере с помощью статистической программы STATISTICA 8.0 и Microsoft Excel, StatSoft, USA. Достоверность разницы показателей между показателями контрольной и опытной групп рассчитывали по методу Манна — Уитни (*р < 0,05).
Результаты исследования и обсуждение
Результаты исследования морфологических показателей крови животных опытной и контрольной группы, находящихся в зоне техногенной нагрузки, приведены в табл. 1. При анализе крови у коров обеих групп установлено, что количество эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, моноцитов и лимфоцитов было ниже физиологических параметров в среднем на 9,0; 2,4; 10,0; 35,0 и 21,5 % соответственно, при сравнении с референсными значениями, согласно данным [9]. Следует также отметить, что уровень палочкоядерных нейтрофилов было выше оптимальных величин в 2 раза, сегментоядерных — на 30,7 %, эозинофилов — на 35,0 % (табл. 1).
Таблица 1. Результаты исследования крови коров подопытных групп
Морфологические показатели крови | Контроль | Опыт |
RBC, 1012/л | 4,5±0,31 | 4,6±0,22 |
4,6±0,27 | 5,6±0,18* | |
HBC, г/л | 96,4±1,34 | 96,8±1,54 |
96,2±2,15 | 120,6±2,23* | |
WBC, 109/л | 4,0±0,39 | 4,1±0,32 |
4,1±0,31 | 6,6±0,68* | |
BNEU,% | 10,6±0,47 | 10,9±0,39 |
10,4±0,24 | 4,5±0,34* | |
SNEU,% | 45,6±1,76 | 45,9±1,54 |
44,6±1,56 | 32,5±1,95* | |
EOS,% | 11,4±1,18 | 10,2±1,37 |
10,9±1,17 | 4,2±0,98* | |
MON,% | 1,2±0,47 | 1,4±0,59 |
1,5±0,39 | 3,8±0,20* | |
LYM,% | 31,2±1,46 | 31,6±1,12 |
32,6±2,34 | 55,0±2,51* |
Примечание. *р < 0,05.
Table 1 Blood parameters of experimental cows
Morphological blood parameters | Control | Experiment |
RBC, 10 12 /l | 4.5±0.31 | 4.6±0.22 |
4.6±0.27 | 5.6±0.18* | |
HBC, g/l | 96.4±1.34 | 96.8±1.54 |
96.2±2.15 | 120.6±2.23* | |
WBC, 10 9 /l | 4.0±0.39 | 4.1±0.32 |
4.1±0.31 | 6.6±0.68* | |
BNEU,% | 10.6±0.47 | 10.9±0.39 |
10.4±0.24 | 4.5±0.34* | |
SNEU,% | 45.6±1.76 | 45.9±1.54 |
44.6±1.56 | 32.5±1.95* | |
EOS,% | 11.4±1.18 | 10.2±1.37 |
10.9±1.17 | 4.2±0.98* | |
MON,% | 1.2±0.47 | 1.4±0.59 |
1.5±0.39 | 3.8±0.20* | |
LYM,% | 31.2±1.46 | 31.6±1.12 |
32.6±2.34 | 55.0±2.51* |
Note. *р < 0,05.
Эти результаты указывали на то, что под влиянием техногенной нагрузки у коров происходило снижение функционального состояния кроветворной системы, интенсивности дыхательной и защитной функции крови.
На 10 день после последней инъекции у коров группы контроля морфологические анализы крови практически не изменились. Применение коровам опытной группы аминоселеферона-Б способствовало повышению в крови уровня эритроцитов на 21,7 %, лейкоцитов — на 61,0 %, гемоглобина — на 25,4 %, лимфоцитов — на 68,7 %, моноцитов — в 2,5 раза, снижению в крови содержания палочкоядерных нейтрофилов на 56,7 %, сегметноядерных нейтрофилов — на 27,1 % и эозинофилов — на 61,5 % по сравнению с животными группы контроля. Выявленные изменения находились в пределах оптимальных величин.
Таким образом, исследование показало, что применение аминоселеферона-Б коровам с признаками иммунного дефицита и находящихся в зоне техногенной нагрузки способствовало оптимизации морфологических показателей крови. У них достоверно возрастало количество эритроцитов, гемоглобина, лейкоцитов, моноцитов, лимфоцитов и снижался уровень нейтрофилов и эозинофилов, что привело к улучшению состояния защитных систем организма. Активизация системы кроветворения в направлении интенсификации процессов гемопоэза является адаптационной реакцией организма животного к неблагоприятным факторам внешней среды, обеспечивает реализацию защитных функций крови и способствует повышению иммунного статуса.
Показатели белкового обмена коров до применения препарата (табл. 2) говорили о низком уровне общего белка в сыворотке крови у опытных животных. В начале исследования концентрация общего белка в сыворотке крови у животных первой и второй опытных групп была ниже нормы в среднем на 4,7 %. Динамика общих глобулинов и альбуминовой фракции крови у животных подопытных групп имела незначительные колебания в пределах физиологических параметров. Сдвиг в белковом спектре крови у коров относительно оптимальных величин наблюдался за счет снижения уровня α-глобулинов в среднем на 11,7 %, γ-глобулинов — на 14,2 % и повышения β-глобулинов — на 43,5 %, что указывало на наличие у животных воспалительных процессов, дисбаланса белкового метаболизма и иммунодефицитного состояния.
Таблица 2. Метаболизм белков коров подопытных групп
Показатели белкового обмена | Контроль | Опыт |
TP, г /л | 68,9±1,88 | 68,4±1,80 |
70,2±1,69 | 80,5±1,22* | |
Alb,% | 45,9±1,89 | 44,2±1,09 |
44,2±1,36 | 40,2±0,89* | |
Glob,% | 54,1±1,01 | 55,9±0,89 |
55,8±0,67 | 59,8±0,45* | |
В том числе | ||
α-Glob,% | 10,4±0,39 | 10,8±0,53 |
10,3±0,84 | 13,3±0,35* | |
β-Glob,% | 22,8±0,96 | 23,1±0,92 |
24,3±0,55 | 15,2±0,47* | |
γ-Glob,% | 20,9±1,69 | 22,0±1,21 |
21,2±0,63 | 31,3±0,54* |
Примечание. *р < 0,05.
Table 2 Protein metabolism in experimental cows
Indicators of protein metabolism | Control | Experiment |
TP, g/l | 68.9±1.88 | 68.4±1.80 |
70.2±1.69 | 80.5±1.22* | |
Alb,% | 45.9±1.89 | 44.2±1.09 |
44.2±1.36 | 40.2±0.89* | |
Glob,% | 54.1±1.01 | 55.9±0.89 |
55.8±0.67 | 59.8±0.45* | |
including: | ||
α-Glob,% | 10.4±0.39 | 10.8±0.53 |
10.3±0.84 | 13.3±0.35* | |
β-Glob,% | 22.8±0.96 | 23.1±0.92 |
24.3±0.55 | 15.2±0.47* | |
γ-Glob,% | 20.9±1.69 | 22.0±1.21 |
21.2±0.63 | 31.3±0.54* |
Note. *р < 0,05.
В условиях техногенеза у коров с иммунодефицитом после введения аминоселеферона-Б увеличилось содержание в крови общего белка на 14,7 % по сравнению с контролем. Фракции альбуминов и общих глобулинов у животных как опытной, так и контрольной групп находились в пределах референтной нормы (см. табл. 2). Применение коровам Аминоселеферона-Б существенно повлияло на белковый спектр крови. По сравнению с контрольными животными у них увеличилось количество общих глобулинов на 7,2 %, α-глобулинов — на 29,1 %, γ-глобулинов — на 47,8 % и уменьшилось содержание альбуминов — на 9,0 %, β-глобулинов — на 37,4 %. У коров контрольной группы показатели белкового обмена по сравнению с началом опыта не изменились.
Таким образом, нахождение коров в условиях техногенной нагрузки на окружающую среду приводит к уменьшению количества общего белка, изменению фракционного состава крови, что негативно влияет на течение физиологических процессов в организме. Недостаточное содержание в крови α- и γ-глобулиновых фракций свидетельствует об ингибировании факторов естественной резистентности коров.
Заключение
Показано, что нахождение коров в условиях техногенной нагрузки на окружающую среду приводит к уменьшению количества общего белка, изменению фракционного состава крови, что негативно влияет на течение физиологических процессов в организме. Недостаточное содержание в крови α- и γ-глобулиновых фракций свидетельствует об ингибировании факторов естественной резистентности коров. На негативную реакцию организма животных, связанную с воздействием токсинов, указывает значительное увеличение в крови уровня β-глобулинов. Применение Аминоселеферона-Б крупному рогатому скоту с признаками снижения иммунного статуса при техногенной нагрузке на внешнюю среду в зоне выбросов химическим заводом по производству минеральных удобрений способствовало активизации обменных процессов в организме. Препарат оказывал корректирующее действие на морфологические показатели крови, количество общего белка в сыворотке крови и его фракционный состав. Аминоселеферон-Б снижал токсические нагрузки на организм коров, стабилизировал течение белкового обмена и активизировал активность клеток крови. Это подтверждается его позитивным корректирующим действием на морфологические показатели крови и белковый обмен, достоверно увеличивая количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, лимфоцитов, моноцитов, общего белка, α-глобулинов, γ-глобулинов и уменьшая содержание нейтрофилов, эозинофилов, β-глобулинов до показателей нормы. Таким образом, Аминоселеферон-Б способствовал повышению естественной резистентности, активизации систем, ответственных за адаптацию коров к неблагоприятным факторам внешней среды, и стимулированию метаболических процессов в организме.
About the authors
Tatiana V. Slashchilina
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great
Author for correspondence.
Email: stv-8181@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8438-8556
Сandidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Department of General Zootechnics
1 Michurina st., Voronezh, 394087, Russian FederationIvan T. Shaposhnikov
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great
Email: 36011958@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0190-9083
Doctor of Biological Sciences, Professor, Department of General Zootechnics
1 Michurina st., Voronezh, 394087, Russian FederationAlexander V. Aristov
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great
Email: alevas75@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7234-3243
Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor, Head of the Department of General Zootechnics, Dean of the Faculty of Veterinary Medicine and Livestock Technology
1 Michurina st., Voronezh, 394087, Russian FederationOksana M. Marmurova
Voronezh State Agrarian University named after Emperor Peter the Great
Email: pfcflf.81@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1726-3769
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Department of Veterinary and Sanitary Expertise, Epizootology and Parasitology
1 Michurina st., Voronezh, 394087, Russian FederationVladimir N. Kotsarev
Russian Research Veterinary Institute of Pathology, Pharmacology and Therapy
Email: kotsarev53@gmail.com
Doctor of Veterinary Sciences, Leading Researcher
114b Lomonosov st., Voronezh, 394087, Russian FederationReferences
- Vostroilova GA, Khokhlova NA, Kontarovich YA, Korchagina AA. Experimental estimation of allergic properties of aminoseleferon drug. Bulletin of veterinary pharmacology. 2018; (3):24-29. (In Russ.). doi: 10.17238/issn2541-8203.2018.3.24
- Vatnikov Y, Donnik I, Kulikov E, Karamyan A, Sachivkina N, Rudenko P, et al. Research on the antibacterial and antimycotic effect of the phytopreparation Farnesol on biofilm-forming microorganisms in veterinary medicine. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020; 12(Suppl.2):1481-1492. doi: 10.31838/ijpr/2020.SP2.164
- Rudenko PA, Rudenko AA, Vatnikov YA, Kuznetsov VI, Yagnikov SA. Clinical and biochemical parameters of blood in acute gastroenteritis in dogs. Vestnik KrasGAU. 2020; (7):133-139. (In Russ.). doi: 10.36718/18194036-2020-7-133-139
- Pauli AS, Fatkullin RR. Protein metabolism in cows under conditions of anthropogenic agro-ecosystem. Genetics and breeding of animals. 2019; (1):77-80. (In Russ.). doi: 10.31043/2410-2733-2019-1-77-80
- Norby B, Bartlett PC, Byrem TM, Erskine RJ. Effect of infection with bovine leukemia virus on milk production in Michigan dairy cows. J Dairy Sci. 2016; 99(3):2043-2052. doi: 10.3168/jds.2015-10089
- Rudenko P, Vatnikov Y, Sachivkina N, Rudenko A, Kulikov EV, Lutsay V, et al. Search for promising strains of probiotic microbiota isolated from different biotopes of healthy cats for use in the control of surgical infections. Pathogens. 2021; 10(6):667. doi: 10.3390/pathogens10060667
- Úsuga-Monroy C, González Herrera LG, Echeverri Zuluaga JJ, Díaz FJ, López-Herrera A. IFN-γ mRNA expression is lower in Holstein cows infected with bovine leukemia virus with high proviral load and persistent lymphocytosis. Acta Virologica. 2020; 64(4):451-456. doi: 10.4149/av_2020_409
- Shaposhnikov IT, Kotsarev VN, Skorikov VN, Vladimirova YY, Karmanova NV. Efficiency of immunocorrection in highly productive high-yielding cows with immunodefi iency in the environment. Transactions of the educational establishment Vitebsk State Academy of Veterinary Medicine. 2020; 56(4):167-171. (In Russ.).
- Rudenko PA, Vatnikov YA, Rudenko AA, Rudenko VB. Epizootic analysis of factor-infected cattle farms. Scientific life. 2020; 15(4):572-585. (In Russ.). doi: 10.35679/1991-9476-2020-15-4-572-585
- Shaposhnikov IT, Chusova G, Kotsarev VN. The effect of preparations of placenta denaturated emulsified and Biferon-B on the morphological composition of the blood of immunodefi cows under adverse environmental conditions. Bulletin of veterinary pharmacology. 2021; (1):16-26. (In Russ.). doi: 10.17238/issn2541-8203.2021.1.16
- Rudenko P, Vatnikov Y, Engashev S, Kvochko A, Notina E, Bykova I, et al. The role of lipid peroxidation products and antioxidant enzymes in the pathogenesis of aseptic and purulent inflammation in cats. J Adv Vet Anim Res. 2021; 8(2):210-217. doi: 10.5455/javar.2021.h504
- Bugrov N, Rudenko P, Lutsay V, Gurina R, Zharov A, Khairova N, et al. Fecal microbiota analysis in cats with intestinal dysbiosis of varying severity. Pathogens. 2022; 11(2):234. doi: 10.3390/pathogens11020234
- Collier RJ, Dahlt GE, VanBaale MJ. Major advances associated with environmental effects on dairy cattle. Journal of Dairy Science. 2006; 89(4):1244-1253. doi: 10.3168/jds.S 0022-0302(06)72193-2
- Mader TL, Griffin D. Management of сattle exposed to adverse environmental conditions. Vet Clin North Am Food Anim Pract. 2015; 31(2):247-258. doi: 10.1016/j.cvfa.2015.03.006
- Roland L, Drillich M, Iwersen M. Hematology as a diagnostic tool in bovine medicine. Journal of Veterinary Diagnostic Investigation. 2014; 26(5):592-598. doi: 10.1177/1040638714546490
- Vatnikov Y, Shabunin S, Kulikov E, Karamyan A, Murylev V, Elizarov P, et al. The effi of therapy the piglets gastroenteritis with combination of Enrofloxacin and phytosorbent Hypericum perforatum L. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020; 12(Suppl.2):3064-3073. doi: 10.31838/ijpr/2020.SP2.373
- Vatnikov Y, Donnik I, Kulikov E, Karamyan A, Notina E, Bykova I, et al. Effectiveness of Hypericum perforatum L. phytosorbent as a part of complex therapy for acute non-specific bronchopneumonia. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020; 12(Suppl.1):1108-1116. doi: 10.31838/ijpr/2020.SP1.165
- Rudenko PA, Rudenko AA, Vatnikov YA. Microbial landscape with mastitis in cows. Vestnik of Ulyanovsk State Agricultural Academy. 2020; (2):172-179 (In Russ.). doi: 10.18286/1816-4501-2020-2-172-179
- Moretti FA, Giardino G, Attenborough TCH, Gkazi AS, Margetts BK, la Marca G, et al. Metabolite and thymocyte development defects in ADA-SCID mice receiving enzyme replacement therapy. Scientific Reports. 2021; 11(1):23221. doi: 10.1038/s41598-021-02572-w
![](/img/style/loading.gif)