Способ дифференциальной оценки функционального состояния коров Российский патент 2024 года по МПК G01N33/49 G01N27/26 

Изобретение относится к животноводству, а именно к скотоводству, и может быть использовано для дифференциальной оценки функционального состояния организма коров при технологическом стрессе. Способ дифференциальной оценки функционального состояния коров заключается в анализе лейкоцитарной формулы и электрофоретической подвижности эритроцитов - факторов крови наиболее динамично реагирующих на состояние организма животных.

Улучшение здоровья дойных коров становится все более важной задачей с точки зрения экономики. Плохое состояние здоровья животных приводит к увеличению производственных затрат по причине повышения расходов на ветеринарные услуги, дополнительных трудозатрат, снижения производительности и повышения себестоимости продукции.

Стрессоры, предусмотренные технологией - это отсадка от матерей, пересадка, транспортировка, вакцинация, смена рациона, уровня кормления и другие оказывают отрицательное влияние на состояние животных. Стрессы приводят к дополнительным затратам энергии для адаптации организма к новым условиям окружающей среды. Постоянное стремление приспособления к меняющимся факторам окружающей среды вызывает напряжение физиологических процессов в организме животных.

Комплекс реакций, возникающих в ответ на дестабилизирующее воздействие стрессоров, направленных на сохранение гомеостаза во многом определяется состоянием самого организма. В связи с этим в животноводстве, особенно при промышленной технологии, ограничивающей возможность учета индивидуальных возможностей животных, одна из важнейших проблем - это изучение и рациональное использование физиологически обусловленных функциональных ресурсов организма. Необходимость анализа уровня адаптационных возможностей, степени нагрузок, которые могут переносить животные без отрицательных последствий для здоровья позволяет управлять процессами, обеспечивающими повышение продуктивности животных.

В свою очередь, снижение функциональных возможностей организма коров уменьшает устойчивость организма к влиянию различных патогенных факторов и может быть причиной развития различных патологий. Обеспечение сохранения продуктивного здоровья животных возможно при постоянном контроле их функционального состояния. Сведения о функциональном состоянии следует учитывать при организации системы адаптационных мероприятий по ветеринарной защите здоровья животных.

Поскольку стресс-реакция в организме животных реализуется через активацию симпато-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем с увеличением в периферической крови стресс-реализующих гормонов, в частности кортизола, для анализа технологического стресса можно использовать количественное исследование концентрации кортизола. Динамика кортизола в крови изменяется в зависимости от физиологического состояния организма. Гормон коры надпочечников кортизол оказывает влияние на метаболизм углеводов, жиров и белков, увеличивает содержание глюкозы в крови, оказывает влияние на реабсорбцию натрия и фосфора (Еременко В.П., Ротмистровская Е.Г. Динамика кортизола в крови телочек разных пород после нагрузки на кору надпочечников адренокортикотропным гормоном // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2019. №1. С. 23-29). Однако исследование концентрации гормонов в крови крупного рогатого скота при промышленном ведении хозяйства является экономически затратной процедурой, которая требует дополнительно специалистов и высокотехнологичного оборудования.

В настоящее время для оценки физиологического состояния организма животных используются показатели периферической крови коров:

• биохимические - содержание общего белка в сыворотке крови, неорганического фосфора, кальция, каротина, витамина А, глюкозы, кетоновых тел, каталазной активности крови, щелочного резерва;

• гематологические - количество эритроцитов и лейкоцитов, содержание гемоглобина в крови, морфологический состав форменных элементов крови, гематокрит и др.;

• иммунобиологические - фагоцитоз лейкоцитов, элиминационные свойства крови, титр нормальных антител, бактерицидная активность и активность-лизинов, лизоцимная активность сыворотки крови и др.

Проведение биохимических, гематологических и иммунобиологических анализов крови позволяет оценить функциональное состояние животных, но проведение данных исследований дорогостоящее, требует много времени и не всегда возможно в каждом хозяйстве.

На сегодняшний день предложено несколько способов анализа состояния животных по лейкоцитарной формуле. Существует «Способ оценки резистентности для прогнозирования прогрессивного развития лейкоза крупного рогатого» (RU 2285260 C1 G01N 33/49, A01K 67/02, G01N 33/48, G01N 33/53, опубл. 10.10.2006 г.), основанный на вычислении соотношения лимфоцитов и сегментоядерных нейтрофилов и при значениях до 5,0 резистентность определяют как высокую, 5,0-9,9 - как сниженную, а от 10,0 и выше - как низкую. Данный метод предполагает прогнозирование восприимчивости к заражению вирусом лейкоза коров и прогрессивному развитию лейкозного процесса. Однако в условиях стрессовой реакции для анализа функциональных показателей животных он не апробировался.

Существует «Способ оценки степени иммунодепрессивности организма у инфицированного вирусом лейкоза крупного рогатого скота» (RU 2375715 C1 G01N 33/49, опубл. 10.12.2009 г.), основанный на цитологическом исследовании периферической крови и выведении лейкограммы, по которой вычисляют суммарное процентное содержание юных, палочкоядерных и сегментоядерных нейтрофильных лейкоцитов. При показателе от 0 до 20% степень иммунодепрессивности оценивают как высокую, от 21 до 30% - сниженную, а от 31% и выше - как низкую. Данное изобретение рекомендовано к использованию в онкогематологической практике и в селекционно-генетической профилактике лейкоза, связано с диагностикой иммунологической реактивности, но рассматривает функциональное состояние организма крупного рогатого скота в целом.

Показан «Способ оценки стрессустойчивости крупного рогатого скота» (RU 2508551 C1 G01N, опубл. 27.02.2014 г.), заключающийся в том, что при оценке стрессустойчивости и технологической пригодности животных используют характер динамики омега-потенциала относительно его исходного уровня в течение 6-7 минут после искусственного болевого раздражения. Способ применим с месячного возраста животных. Способ включает измерение омега-потенциала до и после болевого раздражения. При уменьшении уровня омега-потенциала животное относят к низко-, а при увеличении - к высокострессустойчивым. Данный способ основан на использовании специального оборудования, кроме того предполагает дополнительное стрессовое воздействие на животных, что в условиях стрессовой реакции может быть дополнительным негативным фактором.

Для анализа функционального состояния организма человека предложен «Способ диагностики функционального состояния организма человека» (RU 2209586 С2 А61В 5/02, А61В 5/0452, опубл. 10.08.2003 г.). Данный способ используется в кардиологии. У пациентов снимают ЭКГ. Вычисляют индекс напряженности, частоту пульса. Вычисляют обменный показатель как числовое значение отношения интервалов QT к PQ. Используя вычисленные параметры, строят диаграммы. По диаграммам определяют функциональное состояние организма. Данный способ не подходит для исследования крупного рогатого скота в условиях промышленного производства, т.к. использование данное метода трудозатратно и сложно проводить на большом поголовье.

В качестве ближайшего аналога нами взят «Способ оценки адаптационных реакций крупного рогатого скота» (RU 2732759 C1 G01N 33/49, опубл. 22.09.2020 г.), который заключается в определении показателя оценки в группе здоровых животных путем вычисления отношения содержания моноцитов к лимфоцитам в лейкограмме периферической крови.

Способ прост в применении, но не позволяет оценить полностью функциональное состояние организма, поскольку высокий уровень адаптации может достигаться за счет перенапрежения состояния организма и, в конечном итоге, приводить к срыву адаптационных возможностей. Поэтому высокий уровень адаптации не будет свидетельствовать о высоком уровне функциональных возможностей коров. Кроме того, данный способ не учитывает состояние стресс-реализующих систем организма. Поэтому предполагается при анализе лейкоцитарной формулы также учитывать включение гипофизарно-надпочечниковой оси по анализу активации конечного звена данной системы - коры надпочечников.

Целью настоящего изобретения является разработка способа анализа функционального состояния организма коров при стрессе. Поставленная цель достигается способом оценки резистентности у коров по данным цитологического исследования периферической крови, в частности соотношению лимфоцитов, палочко- и сегментоядерных нейтрофилов (Н) и моноцитов (М). Для адекватной оценки уровня функционального состояния предлагается введение в формулу дополнительного параметра комплексно отражающего состояние гомеостаза. С этой целью целесообразно исследование активности коры надпочечников. Учитывая, что проведение анализа концентрации гормонов в крови является дорогостоящей процедурой в изобретении в качестве эквивалентного показателя нами предложено использование электрофоретической подвижности эритроцитов, которая адекватно отражается активность коры надпочечников, что доказано в «Способе оценки функции коры надпочечников»

Техническое решение предложенного способа состоит в повышении эффективности и достоверности анализа функционального состояния организма коров при стрессе, а проведение дифференциальной диагностики интенсивности стрессового воздействия обеспечивает своевременной коррекции состояния организма коров и исключения снижения их продуктивности.

Способ осуществляется следующим образом: в лейкограмме вычисляют относительное содержание нейтрофилов, лимфоцитов и моноцитов, в крови измеряют изменение электрофоретическую подвижность эритроцитов (ЭФПЭ) и по формуле высчитывают коэффициент

((Л) Лимфоциты/(Н) Нейтрофилы+(М) Моноциты) х (ЭФПЭ) электрофоретическую подвижность эритроцитов.

и при его значении ниже 1 - степень функционального состояния коров при стрессе оценивают, как низкую, от 1 до 1,5 - среднюю, а от 1,5 и выше - как высокую.

Используемая в формуле показатель электрофоретической подвижности эритроцитов (ЭФПЭ) измеряется следующим образом:

Установка для определения электрофоретической подвижности эритроцитов состоит из горизонтальной микрокамеры, микроскопа, источника постоянного тока (Харамоненко С.С., Ракитянская А.А. Электрофорез клеток крови в норме и патологии.- Минск: Беларусь, 1974. - 164 с). Используют электроды системы Ag/AgCI. Для измерения подвижности 0,1% суспензию эритроцитов помещают в трис- HCI буфер (рН=7.4) и фиксируют перемещение клеток при силе тока в 8 мА. В каждом опыте фиксируют время перемещения 6 клеток в двух направлениях, измеряя знак заряда на электродах полярным переключателем. Величину электрофоретической подвижности эритроцитов определяют по формуле:

U=S/TH, где

S - расстояние, на которое перемещается эритроцит, Т - время перемещения клеток на расстояние S, Н - градиент потенциала.

Величину градиента потенциала определяли по формуле:

H=Y/gX, где

Y - сила тока, g - поперечное сечение микрокамеры, X - удельная электропроводимость среды.

Показатели крови являются индикатором работы всего организма и характеризуют уровень адаптации животных к различным стрессирующим факторам (Ковтуненко А.Ю. Биохимические параметры крови коров при адаптации к низким температурам // Современные проблемы науки и образования. 2012. №6. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7634 (дата обращения: 26.06.2022).

Содержание общего белка и его фракций в сыворотке крови является важным показателем, характеризующим уровень метаболизма в организме животного. Белки - строительный материал для клеток организма, уменьшение содержания общего белка в крови коров в состоянии технологического стресса свидетельствует о напряжении процессов адаптации, снижение гаммаглобулинов крови свидетельствует о понижении специфического гуморального иммунитета.

Характеристикой интенсивности белкового обмена является концентрация мочевины. Биохимический анализ сыворотки крови исследуемых коров показал снижение содержания мочевины при технологическом стрессе по отношению к уровня до стресса.

Холестерол - основной компонент липидного обмена, его снижение происходит при мобилизации липидов как источников энергии, характеризуя напряженность других видов обмена, что сопряжено с уменьшением железистой ткани в вымени (Авылов Ч. Стресс-факторы и резистентность животных // Животноводство России. 2000. №11. С. 20-21). Анализ сыворотки крови показал, что содержание холестерола во всех группах после технологического стресса было ниже данных до стресса.

Содержания глюкозы - основного показателя углеводного обмена и основного источника энергии для протекания метаболических реакций показало повышение данного показателя при технологическом стрессе. Повышение показателя характеризует стресс-реакцию, при развитии которой происходит выброс в кровь катехоламинов, мобилизующих энергетические резервы организма для преодоления стрессорного воздействия (Кушнерова Н.Ф., Спрыгин В.Г., Фоменко С.Е. Влияние стресса на состояние липидного и углеводного обмена печени, профилактика // Гигиена и санитария. 2005. №5. С. 17-21).

Исследование уровня креатинина, позволяющего оценить экскреторную функцию почек и интенсивность метаболизма в мышечной ткани коров показало, что при всех видах технологического стресса регистрировалось снижение данного показателя.

Аминотрансферазы представляют собой внутриклеточные ферменты, участвующие в аминокислотном и углеводном обмене. Ферменты аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (ACT) участвуют в метаболических процессах в каждой клетке организма. Повышенный уровень в плазме крови аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (ACT) является маркером патологических процессов, сопровождающихся разрушением клеток и выходом данных ферментов в кровь. При всех видах технологического стресса концентрация аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (ACT) повышалась.

Биохимические показатели подтверждают развитие технологического стресса у животных. Расчет коэффициента для дифференциальной оценки функционального состояния коров при технологическом стрессе показал, что до различных видов технологического стресса: транспортировки (пример 1), смены режимов кормления (пример 2) и смены помещения (пример 3) коэффициент составил 1,63; 1,69 и 1,76. Данный коэффициент во всех примерах был выше 1,5, что показывает высокую степень функционального состояния коров.

После технологического стресса при транспортировке (пример 1) коэффициент составил 0,66, при смене режимов кормления (пример 2) - 0,8 и при смене помещения (пример 3) коэффициент составил 1,31. Таким образом, при транспортировке и смене режимов кормления состояние животных характеризовалось низкой степенью функционального состояния т.к. было ниже 1, при смене помещения у коров наблюдалась средняя степень функционального состояния, т.к. коэффициент находился в пределах от 1 до 1,5.

Изобретение относится к животноводству, а именно к скотоводству, и может быть использовано для дифференциальной оценки функционального состояния организма коров при стрессе. Способ включает измерение электрофоретической подвижности эритроцитов и подсчет лейкоцитов в лейкоцитарной формуле с расчетом коэффициента функционального состояния коров. Расчет коэффициента функционального состояния коров осуществляется по отношению лимфоцитов к нейтрофилам и моноцитам с учетом электрофоретической подвижности эритроцитов по формуле

при значении коэффициента функционального состояния ниже 1 - степень функционального состояния коров при стрессе оценивают как низкую, от 1 до 1,5 - среднюю, а от 1,5 и выше - как высокую. Изобретение обеспечивает повышение эффективности и достоверности анализа функционального состояния организма коров при стрессе, своевременную коррекцию состояния организма коров и исключение снижения их продуктивности. 3 пр.

Способ дифференциальной оценки функционального состояния коров, включающий в себя измерение электрофоретической подвижности эритроцитов и подсчет лейкоцитов в лейкоцитарной формуле с расчетом коэффициента функционального состояния коров, отличающийся тем, что расчет коэффициента функционального состояния коров осуществляется по отношению лимфоцитов к нейтрофилам и моноцитам с учетом электрофоретической подвижности эритроцитов по формуле

при значении коэффициента функционального состояния ниже 1 - степень функционального состояния коров при стрессе оценивают как низкую, от 1 до 1,5 - среднюю, а от 1,5 и выше - как высокую.