Способ ранней диагностики патологий дистального отдела конечностей лактирующих коров по оценке интенсивности липопероксидации и антиокислительной активности сыворотки крови Российский патент 2024 года по МПК A61D99/00 G01N33/49 

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к ортопедии крупного рогатого скота. Способ прогнозирования заболеваний дистального отдела конечностей у крупного рогатого скота может быть использован в проведении диспансеризации всех возрастных категорий.

Задачами ветеринарной службы в промышленном животноводстве является ранняя диагностика патологий дистального отдела, в частности у лактирующих коров, а также оценка клеточно-молекулярных деструкций, обусловленных их инициацией и развитием. Как известно, ортопедические заболевания являются одними из наиболее часто встречаемых патологий у крупного рогатого скота [1, 2, 3, 10, 12, 13]. По данным Марьина Е.М. (2017) патологии дистального отдела конечностей встречаются повсеместно и с возрастом прогрессируют. Важно отметить, что наиболее низкой устойчивостью копытцевого рога характеризуются высокопродуктивные животные, что связано с низкой устойчивостью их организма к негативным воздействиям неблагоприятных факторов, неизбежно обуславливающих интенсификацию свободно радикальных реакций, а вместе с тем и перекисного окисления липидов [10, 14, 15].

Факторы, приводящие к деструктивным изменениям в дистальном отделе конечностей, многообразны. Так, кормление КРС с избытком в рационе концентрированных кормов приводит к метаболическим сдвигам, которые отражаются на состоянии соединительнотканных структур конечности и эпидермальных производных (копытца) [6, 14].

Интенсификация свободно радикальных реакций и как следствие липопероксидации являются неспецифическими маркерами развития любых патологий. При этом степень интенсивности этих взаимосвязанных процессов коррелирует с уровнем клеточно-молекулярной деструкции различных тканей и органов, а вместе с тем развитие гипоэнергетических состояний, обуславливая невозможность полноценной реализации продуктивных и воспроизводительных качеств животного [7, 16].

Для классической диагностики используется ортопедическая диспансеризация всего поголовья, что обычно совмещается с расчисткой и обрезкой копытец, что достаточно трудоемко и затратно, и не дает точной информации по скрытым патологиям.

Внедрение в ортопедическую диспансеризацию предлагаемого способа ранней диагностики ортопедических заболеваний с указанием наиболее специфичных маркеров липопероксидации, позволит своевременно осуществлять их коррекцию, и параллельно гарантировать повышение эффективности производства в хозяйстве [17].

Проведенный анализ данных в доступных источниках литературы показал, что сведений о использовании показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной защитной системы для диагностики заболеваний копытец не имеется [4, 5, 11].

Целью разработки данного способа является упрощение диагностики патологий на ранних стадиях, не используя лучевые методы (рентгенография), а используя только исследование сыворотки крови.

Для осуществления метода ранней диагностики патологий дистального отдела конечностей у лактирующих коров и клеточно-молекулярных деструкций, обусловленных их инициацией и развитием, возможно, применять оценку интенсивности липопероксидации, а также провести оценку антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови.

Предлагаемый способ направлен на решение проблемы раннего выявления скрытых ортопедических патологий дистальных отделов конечностей у крупного рогатого скота, а именно он позволяет в процессе регулярного исследования животных на инфекционные патологии, параллельно проводить раннюю диагностику патологий дистального отдела конечностей.

Способ определения заключается в следующем: определение концентраций ИДС (алкадиены с изолированными двойными связями), ДК (диеновые конъюгаты), ТК (триеновые конъюгаты), ОДК (оксодиеновые конъюгаты), ОШ (основания Шиффа) рекомендовано проводить колориметрическими методами, основанными на установлении содержания продуктов ПОЛ (перекисное окисление липидов) в крови по поглощению липидным экстрактом монохроматического светового потока в ультрафиолетовой области спектра, а оценку АОА (антиоксидантная активность) - с использованием О-дианизидина дихлоргидрата. При интерпретации результатов следует пользоваться действующими нормами референтных значений. Для оценки интенсивности липопероксидации взятие крови осуществляли от 10 и более голов, считали данные достоверными после статистической обработки со значением р <0,05 t-критерию Стьюдента.

Эффект данного способа определяется в сравнении с контрольной группой животных, при этом исследовались показатели липопероксидации: ИДС, ДК, ТК, ОДК, ОШ, а также показатель суммарной антиоксидантной защиты. Для осуществления анализа крови пробы отбирали до утреннего кормления вакуумным методом, пункцией из хвостовой вены от 10 и более особей. В ходе исследований было выявлено, что вышеуказанные биохимические показатели в присутствии патологий дистального отдела конечностей в период доклинического проявления должны быть выше референтных значений для дойных коров: ИДС - более 7,14%, ДК - более чем 257,14 %, ОШ - более чем 25%, а показатели АОА - меньше 10%, что будет являться подтверждением генерализации клеточно-молекулярных деструктивных явлений при развитии патологий дистального отдела конечностей у лактирующих коров. При этом ОДК и ТК могут не иметь различий относительно контроля. Авторами также выявлено, что наиболее чувствительным и специфичным маркером липопероксидации среди прочих для патологий дистального отдела является ДК. Даже при минимальной визуализации патологий листочкового слоя и роговой капсулы, его значения возрастают относительно референтных более чем в 2,57 раза.

Проведенные исследования доказали, что выявленные отклонения действительно сопряжены с аномальной интенсификацией процессов липопероксидации.

Исследования выполнены за счет гранта Российского научного фонда № 23-16-00023, https://rscf.ru/project/23-16-00023/.

Объектами исследований были коровы черно-пестрой голштинизированной породы, находящиеся в одинаковой фазе лактации, возраст которых составил 4-5 лет. Система содержания - беспривязная; рацион был идентичным для всех исследуемых животных, основным компонентами являлись: силос 24 кг (кукуруза), сенаж 19,5 кг (люцерна), жмых 1,6 кг, комбикорм 1 кг, кормовая соль. Для эксперимента были сформированы две группы коров, подобранные по принципу аналогов: контрольная, в которую включили клинически здоровых особей и опытная, куда определили животных с выраженными патологиями копытец, среди которых 70% имели пальцевый дерматит, остальные - ламинит, язвы подошвы. Количество голов в каждой группе соответствовало 10. Для исследований брали пробы крови до утреннего кормления вакуумным методом, пункцией из хвостовой вены.

Для определения показателей липопероксидации антиокислительной активности плазмы крови использовали спектрофотометр «Спекол-10» [6, 14]. Полученные цифровые данные обрабатывали методом вариационной статистики, используя t-критерий Стьюдента и программу Excel [7, 8].

Численные значения показателей ПОЛ и АОА, полученные в результате апробации метода свидетельствуют о том, что патологии дистального отдела конечностей сопровождаются деструкцией и дисфункцией клеточных элементов, а также масштабированием воспалительных и аллергических реакций, инициацией аутоиммунных процессов, негативно отражаясь на состоянии всего организма животного, обуславливая дестабилизацию внутреннего гомеостаза, что согласуется с данными биохимических и гематологических исследований. Изменения центральных метаболических процессов, обусловленных избыточностью липопероксидации, выражались в их истощении, развитии гипоксии, ацидоза, анемии.

При анализе результатов определения показателей липопероксидации выявлено, что наблюдаемые в эксперименте патологии дистального отдела конечностей коров действительно сопряжены с аномальной интенсификацией процессов липопероксидации

Результаты исследований, представленные в таблице 1, демонстрируют, что интенсивность свободно-радикального окисления у представителей опытной группы значительно выше, нежели у животных контрольной группы, что выразилось в избыточной липопероксидации. Большинство показателей цитотоксичных продуктов у больных животных превысили аналогичные значения, чем у здоровых животных. Диеновые конъюгаты увеличены в 2,57 раза, что свидетельствует о негативных модификационных изменениях в клеточных структурах мембранного строения, обусловливая инициацию и усугубление следующих нарушений: увеличение микровязкости мембран, проницаемости, полярности липидной фазы, изменение поверхностного заряда, уменьшение гидрофобного объёма и ряд других [8, 16]. Представленное определяет дисфункцию не только клеток, но и тканей и органов, не позволяя организму реализовывать свои продуктивные и воспроизводительные качества в полной мере [7, 9]. В свою очередь увеличение оснований Шиффа на 25% свидетельствует о деструкции клеточных элементов, а вместе с тем о масштабировании воспалительных и аллергических реакций, о предпосылках к развитию аутоиммунных процессов [16]. При этом суммарная антиоксидантная защита (АОА) снизилась на 10%, что указывает на тенденцию к истощению защитных сил организма и снижение возможности нивелирования негативных последствий свободно радикальных реакций, а также липопероксидацию, предопределяя перспективы их не контролируемого масштабирования, обуславливающего развитие патологий различного генеза.

Таким образом, можно предположить, что патологии дистального отдела конечностей сопровождаются выраженным развитием окислительного стресса, который негативно отражается на состоянии всего организма и значимо дестабилизирует гомеостаз.

Список литературы:

1. Ahlén L, Fjeldaas T, editors. Digital dermatitis and lameness-an evaluation of locomotion scoring as a tool to detect and control the disease. In: 20th International Symposium and 12th International Conference on Lameness in Ruminants 2019; Tokyo, Japan.

2. Ahlén, L., Holmøy, I.H., Nødtvedt, A. et al. A case-control study regarding factors associated with digital dermatitis in Norwegian dairy herds. Acta Vet Scand 64, 19 (2022).

3. Holzhauer M, Hardenberg C, Bartels CJ, Frankena K. Herd- and cow-level prevalence of digital dermatitis in the Netherlands and associated risk factors. J Dairy Sci. 2006; 89:580-8.

4. Алехин Юрий Николаевич Жуков Максим Сергеевич Лебедева Анастасия Юрьевна Патент Способ прогнозирования заболевания дистального отдела конечностей у крупного рогатого скота ru 2667086 c1 Владелец патента: государственное научное учреждение всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии российской академии сельскохозяйственных наук (гну внивипфит россельхозакадемии) (ru)

5. Байдак, Е.В. Гематологический статус молодых дойных коров в одном из хозяйств Пермского Края / Е.В. Байдак, Н.Б. Никулина, В.М. Аксенова // Пермский аграрный вестник. - 2(30). - 2020. - С. 98-107

6. Горбунов, П.А. Клинические и субклинические показатели манифестации болезней конечностей жвачных заразной и незаразной этиологии / П.А Горбунов, С.В. Фуфлыгина, Е.И. Лыкова // Вестник Нижегородской сельскохозяйственной академии. - №1 (29). - 2021. - С. 64-70

7. Карбышев, М.С. Биохимия оксидативного стресса / М.С. Карбышев, Ш.П. Абдуллаев // Учебно-методическое пособие. - ФГБОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России. - 2018. - 60 с.

8. Кондрахин, И.П. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: справ. изд. / И.П. Кондрахин и др. - М. - КолосС. - 2004. - 520 с.

9. Луговская С.А. Лабораторная гематология / С.А. Луговская, В.Т. Морозова, М.Е. Почтарь // КЛД кафедра. - М. - 2006. - 222 с.

10. Марьин Е.М. Распространенность ортопедических патологий у коров и лечение гнойных пододерматитов / Марьин Е.М., Ермолаев / В.А., Киреев А.В. // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии, 2017. - No2. - С. 135-142.

11. Патент RU 2178711 C1. Способ прогнозирования заболеваний копытец у коров после отела. Авторы: Молоканов В.А. ,Щеглов В.М., Байкенов М.Т., Барашкин М.И.

12. Позябин С.В. Сравнительная характеристика структуры ортопедических патологий коров голштино-фризской и голштинизированной черно-пестрой пород/ С.В. Позябин, Ю.И. Филиппов, Качалин М.Д. [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. - 2018. - № 11. - С. 19-24.

13. Позябин С.В. Структурные адаптации копытец крупного рогатого скота в условиях современного агроценоза / С.В. Позябин, Е.Н. Борхунова, В.В. Белогуров [и др.] // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. - 2021. - № 11. - С. 6-15. - DOI 10.36871

14. Сафонов, В.А. Свободно радикальное окисление липидов и репродуктивное здоровье коров / В.А. Сафонов, А.Г. Нежданов, М.И. Рецкий и др // Сельскохозяйственная биология. - №6. - 2014. - С. 107-115

15.Теряева, Н.Б. Стресс: метаболические основы адаптации и патология сердечно-сосудистой системы / Н.Б. Теряева // Креативная кардиология - №1. - 2008. - С. 24-30

16. Ткачук, В.А. Клиническая биохимия /В.А. Ткачук // ГЕОТАР-Медиа. -М. - 2008. - 454 с.

17. Харитонов Е.Л., Березин А.С., Лысова Е.А. Сравнительные исследования средств профилактики кетозов // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. 2017. №20 (2).

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к ортопедии крупного рогатого скота. Предложен способ ранней диагностики патологий дистального отдела конечностей лактирующих коров по интенсивности липопероксидации и антиоксидантной защиты во время ортопедической диспансеризации КРС. Способ заключается в исследовании показателей липопероксидации: ИДС, ДК, ТК, ОДК, ОШ, а также показателя суммарной антиоксидантной защиты. Способ позволяет решить проблемы раннего выявления скрытых ортопедических патологий дистальных отделов конечностей у крупного рогатого скота, а именно позволяет в процессе регулярного исследования животных на инфекционные патологии параллельно проводить раннюю диагностику патологий дистального отдела конечностей. 1 табл.

Способ ранней диагностики патологий дистального отдела конечностей лактирующих коров по интенсивности липопероксидации и антиоксидантной защиты во время ортопедической диспансеризации КРС, характеризующийся тем, что проводят исследование венозной крови на показатели: ИДС, ДК, ТК, ОДК, ОШ и показатели АОА, согласно которому вышеуказанные биохимические показатели в присутствии патологий дистального отдела конечностей в период доклинического проявления выше референтных значений для дойных коров: ИДС ─ более 7,14%, ДК ─ более чем 257,14%, ОШ ─ более чем 25%, а показатели АОА ─ меньше 10%, что будет являться подтверждением генерализации клеточно-молекулярных деструктивных явлений при развитии патологий дистального отдела конечностей у лактирующих коров.