Влияние комплексной терапии на аминокислотный состав крови телят с заболеваниями желудочно-кишечного тракта

Полный текст

Введение

Молозиво — это первый секрет, который корова производит после инволюции молочной железы [1]. Коровье молозиво вырабатывается и накапливается на поздней стадии беременности в процессе, определяемом как колострогенеза [2]. Молозиво в основном состоит из иммуноглобулинов, которые обеспечивают иммунитет теленку в течение первых недель жизни. Кроме того, это первый источник питательных веществ для теленка при рождении, который способствует защите кишечника от патогенов [3].

Молозиво является концентрированным источником питательных веществ: содержит в 4,5 раза больше белка, в 2 раза больше жира, чем цельное молоко. Помимо лактозы, коровье молозиво также содержит небольшое количество некоторых других сахаров (например, глюкозы, фруктозы, глюкозамина и галактозамина) и олигосахаридов [4, 5].

Компоненты молозива могут различаться в зависимости от таких факторов, как порода, продолжительность сухостойного периода, рацион, возраст животного и воздействие предшествовавших заболеваний. Кроме того, факторы окружающей среды и взаимодействие молочной железы с определенными патогенами могут повышать концентрацию иммунных факторов в молоке [6].

Молозиво является источником энергии для телят в первые часы жизни, поскольку они рождаются с ограниченными запасами энергии. Только 3 % массы тела новорожденного теленка составляют липиды, и они в основном структурные, что ограничивает их доступность для метаболизма теленка. В результате телята зависят от присутствующих в материнском молозиве липидов и лактозы как источника энергии в первые часы жизни [7].

В целом материнское молозиво обеспечивает как питательные вещества, так и непитательные факторы, которые помогают иммунной системе активизироваться, способствуют созреванию кишечника и способствуют развитию органов. От качества молозива зависит здоровье теленка в первые дни жизни.

Цель исследования — оценить влияние молозива, сквашенного Продактив Ацид SE, на аминокислотный состав крови при лечении больных диспепсией телят.

Материалы и методы исследования

Исследования проводили в 2023–2024 гг. на кафедре ветеринарии Пензенского государственного аграрного университета, производственный опыт — в учебном хозяйстве «Рамзай».

Для исследования сформировали 3 группы по 10 телят черно-­пестрой породы, суточного возраста.

Первой группе животных (контрольная группа) спаивали обычное молозиво без сквашивания в течение 7 дней.

Вторая и третья группы (опытные), телята с диарейным синдромом, основным симптомом которого является диарея, фекальные массы водянистые, желтоватого, желтовато-­зеленого или грязно-­желтого цвета, кисловатого запаха, с примесью слизи или крови. Аппетит и жажда снижены или отсутствуют. Отмечается угнетение.

Второй и третьей группе телят внутримышечно вводили 2 мл Флунекса, внутривенно — Ронколейкин, 1500 МЕ/кг, и внутримышечно в 1‑й и 20‑й день жизни телятам вводили Тимоген, 100 мкг на животное. Телятам второй группы в вечернюю выпойку давали полную дозу молока, а телятам третьей группы в утреннюю и вечернюю выпойку давали полную дозу молозива, сквашенного Продактив Ацид SE.

Определение аминокислотного состава плазмы крови выполняли методом обращенно-­фазной высокоэффективной жидкостной хроматографии с предколоночной дериватизацией о-фталевым альдегидом и 3‑меркаптопропионовой кислотой и детектированием по флуоресценции [8].

Анализы дифференциального обилия проводили с помощью непараметрического однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) с использованием теста Крускалла — Уоллиса или непараметрического t-теста с тестом Манна — Уитни. Статистически значимая разница принималась при p < 0,05.

Для оценки функционального состояния печени у больных телят и после лечения рассчитывали коэффициент Фишера. Показатель представляет собой молярное отношение аминокислот с разветвленной углеродной цепью (изолейцин, лейцин, валин) к ароматическим аминокислотам (фенилаланин, тирозин).

Результаты исследования и обсуждение

Анализ аминокислот показал значительное снижение у больных диспепсией телят уровней цистеина в 2 раза, фенилаланина на 19,5 %, гистидина на 49,5 %, лейцина на 46,5 %, метионина на 83,4 %, аспарагина на 49,0 %, пролина на 69,2 %, глютамина на 64,7 %, аргинина на 44,2 %, серина на 50,9 %, треонина на 69,6 %, аланина на 27,5 %, тирозина на 29,9 %, лизина на 11,5 %, валина на 41,5 %, триптофана на 12,4 % и изолейцина на 9,6 % по сравнению со здоровыми телятами (табл.). Не было никаких существенных различий между телятами до лечения и контрольной группой в уровнях 3 оставшихся аминокислот. Сумма заменимых аминокислот у телят до лечения была ниже на 35,3 % по сравнению с контрольной. Сумма незаменимых — на 36,1 % ниже по сравнению с контрольной. Сумма всех аминокислот у животных контрольной группы составила 2857,88 ± 353,87 нмоль/мл, у животных до лечения — 2107,82 ± 195,45 нмоль/мл, что ниже 35,6 %.

Аминокислотный состав крови телят  с заболеваниями желудочно-­кишечного тракта

Название  аминокислоты	Контроль (1 группа)	До лечения (2 группа / 3 группа)	После лечения (2 группа / 3 группа)
Аланин	265,10 ± 23,87	207,98 ± 13,65*	276,09 ± 41,92**
		203,98 ± 17,87*	279,01 ± 18,01**
Цистеин	7,98 ± 0,96	3,98 ± 0,41*	3,76 ± 0,33**
		5,84 ± 1,33*	7,13 ± 0,16**
Аспарагиновая кислота	13,76 ± 1,11	18,15 ± 1,89*	14,94 ± 1,87**
		19,65 ± 2,18*	16,00 ± 1,84**
Глутаминовая кислота	100,53 ± 13,87	103,01 ± 7,98	100,96 ± 9,13
		113,98 ± 5,81*	110,03 ± 8,15
Тирозин	56,98 ± 4,31	43,86 ± 5,17*	50,65 ± 5,17**
		50,09 ± 3,81*	53,02 ± 3,17**
Глицин	310,65 ± 40,14	300,91 ± 13,98	305,91 ± 40,12
		265,91 ± 8,96	320,97 ± 23,03**
Гистидин	102,87 ± 11,12	69,01 ± 10,13*	70,94 ± 8,66**
		73,92 ± 6,15*	94,93 ± 6,10**
Аспарагин	76,09 ± 6,00	51,08 ± 6,13*	69,81 ± 7,33**
		50,09 ± 3,81*	78,63 ± 6,13**
Пролин	173,98 ± 18,05	102,83 ± 9,14*	135,09 ± 14,43**
		114,87 ± 10,03*	156,93 ± 11,95**
Глютамин	276,91 ± 30,13	168,09 ± 23,87*	207,98 ± 16,53**
		176,98 ± 9,00*	267,94 ± 8,54**
Аргинин	206,98 ± 31,09	143,51 ± 18,09*	176,09 ± 19,36**
		153,90 ± 11,65*	200,63 ± 13,16**
Серин	206,87 ± 25,91	137,09 ± 20,98*	197,76 ± 14,06**
		146,02 ± 9,91*	198,87 ± 10,66**
Сумма  заменимых  аминокислот	1798,70 ± 206,56	1329,50 ± 131,42*	1609,98 ± 178,91**
		1351,17 ± 87,83*	1787,91 ± 110,90
Изолейцин	111,87 ± 9,06	101,98 ± 4,32*	105,98 ± 8,61
		104,95 ± 6,52*	118,97 ± 3,14**
Лизин	147,98 ± 15,81	132,65 ± 12,12*	131,97 ± 8,13
		129,73 ± 10,06*	154,09 ± 2,17**
Лейцин	160,84 ± 21,86	109,76 ± 9,96*	142,09 ± 8,01**
		107,76 ± 5,41*	156,58 ± 7,77**
Метионин	56,92 ± 40,32	31,03 ± 4,15*	48,09 ± 5,01**
		33,73 ± 2,16*	58,76 ± 2,74**
Треонин	206,85 ± 18,09	121,98 ± 14,11*	187,09 ± 12,05**
		150,07 ± 9,19*	204,84 ± 10,06**
Валин	267,98 ± 30,91	189,42 ± 12,09*	231,87 ± 18,09**
		201,65 ± 14,87*	249,61 ± 11,632**
Триптофан	40,93 ± 4,13	36,41 ± 3,15*	39,09 ± 4,33
		35,99 ± 1,66*	40,37 ± 2,18**
Фенилаланин	65,81 ± 7,13	55,09 ± 4,13*	63,91 ± 7,31**
		52,67 ± 2,16*	75,98 ± 6,14**
Сумма  незаменимых аминокислот	1059,18 ± 147,31	778,32 ± 64,03*	950,09 ± 71,54**
		816,55 ± 52,03	1059,20 ± 45,83**
Сумма  аминокислот	2857,88 ± 353,87	2107,82 ± 195,45*	2560,07 ± 250,45**
		2167,72 ± 139,86*	2847,11 ± 156,73**

Примечание. * р ≤ 0,05 — достоверность различий относительно контроля; ** р ≤ 0,05 — достоверность различий относительно животных до лечения.
Источник: составлено Н.А. Пудовкиным, Э.Ж. Апиевой, П.В. Смутневым.

Amino acid composition of the blood of calves with gastrointestinal diseases

Amino acid name	Control (1 group)	Before treatment (2 group / 3 group)	After treatment (2 group / 3 group)
Alanine	265.10 ± 23.87	207.98 ± 13.65*	276.09 ± 41.92**
		203.98 ± 17.87*	279.01 ± 18.01**
Cysteine	7.98 ± 0.96	3.98 ± 0.41*	3.76 ± 0.33**
		5.84 ± 1.33*	7.13 ± 0.16**
Aspartic acid	13.76 ± 1.11	18.15 ± 1.89*	14.94 ± 1.87**
		19.65 ± 2.18*	16.00 ± 1.84**
Glutamic acid	100.53 ± 13.87	103.01 ± 7.98	100.96 ± 9.13
		113.98 ± 5.81*	110.03 ± 8.15
Tyrosine	56.98 ± 4.31	43.86 ± 5.17*	50.65 ± 5.17**
		50.09 ± 3.81*	53.02 ± 3.17**
Glycine	310.65 ± 40.14	300.91 ± 13.98	305.91 ± 40.12
		265.91 ± 8.96	320.97 ± 23.03**
Histidine	102.87 ± 11.12	69.01 ± 10.13*	70.94 ± 8.66**
		73.92 ± 6.15*	94.93 ± 6.10**
Asparagine	76.09 ± 6.00	51.08 ± 6.13*	69.81 ± 7.33**
		50.09 ± 3.81*	78.63 ± 6.13**
Proline	173.98 ± 18.05	102.83 ± 9.14*	135.09 ± 14.43**
		114.87 ± 10.03*	156.93 ± 11.95**
Glutamine	276.91 ± 30.13	168.09 ± 23.87*	207.98 ± 16.53**
		176.98 ± 9.00*	267.94 ± 8.54**
Arginine	206.98 ± 31.09	143.51 ± 18.09*	176.09 ± 19.36**
		153.90 ± 11.65*	200.63 ± 13.16**
Serin	206.87 ± 25.91	137.09 ± 20.98*	197.76 ± 14.06**
		146.02 ± 9.91*	198.87 ± 10.66**
Total amount  of non-essential amino acids	1798.70±206.56	1329.50±131.42*	1609.98 ± 178.91**
		1351.17 ± 87.83*	1787.91 ± 110.90
Isoleucine	111.87 ± 9.06	101.98 ± 4.32*	105.98 ± 8.61
		104.95 ± 6.52*	118.97 ± 3.14**
Lysine	147.98 ± 15.81	132.65 ± 12.12*	131.97 ± 8.13
		129.73 ± 10.06*	154.09 ± 2.17**
Leucine	160.84 ± 21.86	109.76 ± 9.96*	142.09 ± 8.01**
		107.76 ± 5.41*	156.58 ± 7.77**
Methionine	56.92 ± 40.32	31.03 ± 4.15*	48.09 ± 5.01**
		33.73 ± 2.16*	58.76 ± 2.74**
Threonine	206.85 ± 18.09	121.98 ± 14.11*	187.09 ± 12.05**
		150.07 ± 9.19*	204.84 ± 10.06**
Valin	267.98 ± 30.91	189.42 ± 12.09*	231.87 ± 18.09**
		201.65 ± 14.87*	249.61 ± 11.632**
Tryptophan	40.93 ± 4.13	36.41 ± 3.15*	39.09 ± 4.33
		35.99 ± 1.66*	40.37 ± 2.18**
Phenylalanine	65.81 ± 7.13	55.09 ± 4.13*	63.91 ± 7.31**
		52.67 ± 2.16*	75.98 ± 6.14**
Total amount  of essential  amino acids	1059.18 ± 147.31	778.32 ± 64.03*	950.09 ± 71.54**
		816.55 ± 52.03	1059.20 ± 45.83**
Total amount  of amino acids	2857.88 ± 353.87	2107.82 ± 195.45*	2560.07 ± 250.45**
		2167.72 ± 139.86*	2847.11 ± 156.73**

Note. * p ≤ 0.05 — significance of differences relative to control ** p ≤ 0.05 — significance  of differences relative to animals before treatment.
Source: compiled by N.A. Pudovkin, E.Zh. Apieva, P.V. Smutnev.

После комплексного лечения установлено, что произошло снижение уровней цистеина в 2,2 раза, тирозина на 12,5 %, гистидина на 45,0 %, пролина на 28,8 %, глютамина на 33,4 %, аргинина на 17,5 %, лейцина на 13,2 %, метионина на 18,4 %, треонина на 10,6 % и валина на 15,6 % по сравнению со здоровыми телятами. Отсутствовали существенные различия между телятами до лечения и контрольной группой в уровнях 9 оставшихся аминокислот. Сумма незаменимых — ниже на 11,6 % по сравнению с контрольной. Сумма всех аминокислот у животных контрольной группы составила 2857,88 ± 353,87 нмоль/мл, у животных после лечения — 2560,07 ± 250,45 нмоль/мл, что ниже 11,6 %.

Незаменимые аминокислоты в первую очередь отвечают за стимуляцию анаболизма мышечных белков, вызванную аминокислотами. Сообщалось, что для процесса синтеза белка концентрация незаменимых аминокислоты в плазме важнее, чем их внутриклеточная концентрация. Лейцин — это аминокислота с разветвленной цепью, которая играет важную роль в синтезе белка через сигнальный путь Рапамицина млекопитающих [9]. В нашем исследовании концентрация лейцина у животных до лечения была ниже контрольного значения на 49,3 %. После спаивания сквашенного молозива концентрация этой аминокислоты вернулась к физиологическому уровню. Кроме того, аминокислоты с разветвленной цепью ингибируют деградацию белка и являются важными сигналами питательных веществ, которые действуют через прямые и косвенные эффекты. Глюкоза, вырабатываемая в печени во время голодания, преобразуется в пируват в скелетных мышцах, трансаминируется с аминоазотным соединением, полученным из аминокислот с разветвленной цепью, для производства аланина, а затем преобразуется обратно в глюкозу в печени путем глюконеогенеза [10]. Мы установили, что концентрация аланина у контрольных животных составила 265,10 ± 23,87 нмоль/мл, у животных до лечения этот показатель был ниже на 30,0 % относительно контрольных. После спаивания квашенного молозива содержание аланина повысилось на 36,8 % относительно животных до лечения и незначительно превысило показатель контрольных животных. Когда в организме недостаточно глюкозы, животным требуется глюконеогенез для выработки глюкозы, и предполагается, что глюконеогенез из глюкогеновой аминокислоты имеет количественное значение. Диарея у телят приводит к снижению всасывания не только углеводов, но также липидов и аминокислот [11].

В нашем исследовании не было выявлено существенных различий в концентрациях плазменной цистеина, глютамина, аргинина, серина, тирозина, гистидина, изолейцина, лизина, метионина, треонина и триптофана между телятами после лечения и здоровыми.

Однако у больных животных плазменные концентрации аминокислот были значительно ниже, чем у здоровых телят: цистеина — на 36,6 %, гистидина — на 39,2 %, метионина — на 68,8 %, глютамина — на 56,5 %, аргинина — на 34,5 %, аспаргина — на 51,9 %, пролина — на 51,5 %, серина — на 41,7 %, тирозина — на 23,8 %, глицина — на 16,8 %, лизина — на 14,1 %, треонина — на 37,8 %, валина — на 32,9 %, триптофана — на 13,7 % и фенилаланина — на 24,9 %. Лимитирующая аминокислота вызывает неэффективное использование азота, и он легко истощается в организме. Метионин, лизин и треонин часто считаются лимитирующими аминокислотами у телят. Кроме того, эффективность использования аргинина и цистеина у телят была низкой относительно контрольных значений. У телят с диареей аминокислоты с низким базальным уровнем и высоким использованием в организме могут быть преимущественно истощены. Исследования других ученых доказали, что концентрации гистидина в плазме ниже при наличии воспалительных заболеваний кишечника [12].

Окислительный стресс является одним из основных факторов, нарушающих целостность барьера желудочно-­кишечного тракта и увеличивающих проницаемость кишечника [13]. Цистеин и метионин наиболее восприимчивы к окислительным изменениям из-за высокой реакционной способности их сульфгидрильных групп. Кроме того, кишечнику требуется большое количество энергии для восстановления и репликации барьеров слизистой оболочки. Аргинин и глутамин являются хорошо известными источниками энергии для энтероцитов [14]. Следовательно, эти изменения аминокислот могут быть специфичны для телят с диареей, особенно с повреждением слизистой оболочки кишечника.

С другой стороны, в нашем исследовании установлено, что у больных животных концентрации аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты в плазме были значительно выше, на 42,8 и 13,4 % соответственно, чем у здоровых телят. Хорошо известно, что гистидин, глутамин и аргинин могут быть преобразованы в глутаминовую кислоту с помощью определенных путей [15], например, через образование ряда промежуточных соединений или непосредственно из глутамина в результате дезаминирования.

В нашем исследовании изменения в аспарагиновой и глутаминовой кислоте у телят с диспепсией и нормоаминоацидемией можно было объяснить тем фактом, что деградация гистидина, глутамина и аргинина ускоряется в кишечнике при наличии диареи, а затем полученная глутаминовая кислота преобразуется в альфа-­кетоглутарат, аланин или аспарагиновую кислоту с помощью АСТ и АЛТ. Однако не было никаких существенных различий в уровнях аспарагиновой и глутаминовой кислот между телятами контрольной группы и телятами после лечения [16].

Далее мы изучили функциональное состояние печени. Колебания концентрации свободных аминокислот в плазме особенно часто наблюдаются при патологиях печени. Соотношение Фишера долгое время использовалось для анализа концентрации свободных аминокислот в плазме. Соотношение Фишера представляет собой молярное отношение аминокислот с разветвленной цепью к ароматическим аминокислотам и важно для оценки метаболизма печени, функционального резерва печени и тяжести нарушения функции печени.

Коэффициент Фишера отражает степень печеночной функциональной недостаточности (рис.). В нашем исследовании коэффициент Фишера находился в пределах физиологической нормы, следовательно, печень не вовлечена в патологический процесс.

Коэффициент Фишера у телят
Источник: составлено Н.А. Пудовкиным, Э.Ж. Апиевой, П.В. Смутневым.

Fisher coefficient in calves
Source: compiled by N.A. Pudovkin, E. Zh. Apieva, P.V. Smutnev.

Заключение

У больных диспепсией телят по сравнению со здоровыми телятами отмечается значительное снижение уровней цистеина, фенилаланина, гистидина, лейцина, метионина, аспарагина, пролина, глютамина, аргинина, серина, треонина, аланина, тирозина, лизина, валина, триптофана и изолейцина. Суммы заменимых и незаменимых аминокислот оказались ниже, чем у здоровых животных. Снизилась и общая сумма всех аминокислот. После комплексного лечения без добавления в рацион сквашенного молозива установлено снижение уровней цистеина, тирозина, гистидина, пролина, глютамина, аргинина, лейцина, метионина, треонина и валина по сравнению со здоровыми телятами из контрольной группы. Не было никаких существенных различий между телятами после лечения и контрольной группой в уровнях 9 оставшихся аминокислот. Суммы заменимых и незаменимых аминокислот, а также общая сумма аминокислот по-прежнему оставались ниже, чем у здоровых животных из контрольной группы. Таким образом, применение для лечения диспепсии телят Флунекса, Ронколейкина, Тимогена не способствует полноценному восстановлению аминокислотного состава крови. Использование совместно с традиционной терапией сквашенного молозива способствует восстановлению аминокислотного состава крови. У таких животных содержание незаменимых аминокислот незначительно отличалось от контрольных значений. Сумма заменимых аминокислот, по-прежнему оставаясь ниже контрольных значений, значительно повысилась. Весьма существенным является и то, что коэффициент Фишера находился в пределах физиологической нормы, что свидетельствует об отсутствии отрицательного влияния комплексного лечения на состояние печени.

Об авторах

Николай Александрович Пудовкин

Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н.И. Вавилова

Email: niko-pudovkin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0665-1130
SPIN-код: 7309-1025

доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой морфологии, патологии животных и биологии

Российская Федерация, 410012, г. Саратов, пр-т им. Петра Столыпина, д. 4, стр. 3

Эльза Жумабековна Апиева

Пензенский государственный аграрный университет

Email: elsa-apieva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5422-5737
SPIN-код: 4930-8626

доцент кафедры ветеринарии

Российская Федерация, 440014, г. Пенза, ул. Ботаническая, д. 30

Петр Владимирович Смутнев

Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии им. Н.И. Вавилова

Автор, ответственный за переписку.
Email: smutnev-asd@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8393-9336
SPIN-код: 9541-6618

кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры микробиологии и биотехнологии

Российская Федерация, 410012, г. Саратов, пр-т им. Петра Столыпина, д. 4, стр. 3

Список литературы

Дополнительные файлы