Применение молекулярного водорода в искусственном осеменении коров

Полный текст

Искусственное осеменение – один из путей повышения продуктивности животных. Благодаря ему получены высокие результаты в развитии скотоводства, но работа по улучшению необходимых для отрасли производственно-хозяйственных признаков животных продолжается. [1, 5, 6, 10]

Эффективность искусственного осеменения зависит от успешности криоконсервирования спермы, так как большое количество сперматозоидов теряют фертильность после замораживания и оттаивания. [5, 6, 8] Одна из основных причин повреждения сперматозоидов в результате криоконсервирования – окислительный стресс. Образующиеся в цикле замораживания и оттаивания активные формы кислорода способствуют активации перекисного окисления липидов, инактивации белков, повреждению ДНК. [1–3]

Усовершенствование методик позволит решить проблемы, связанные со снижением качества спермы после цикла замораживания и оттаивания. В предыдущих наших исследованиях доказано положительное влияние молекулярного водорода на кинетику, морфологию, состояние окислительного, энергетического гомеостаза сперматозоидов крупного рогатого скота. [4]

Цель работы – оценка результативности искусственного осеменения коров спермой, содержащей молекулярный водород.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Эксперименты проводили на базе кафедры «Физиология, биохимия животных и акушерство» Нижегородского агротехнологического университета имени Л.Я. Флорентьева и в лаборатории ООО «Нижегородское» по племенной работе.

Объект изучения – черно-пестрые коровы второй лактации. Было сформировано две группы животных по принципу групп-аналогов (контрольная и опытная), по 50 гол. в каждой.

Провели комплексное акушерско-гинекологическое обследование коров. Учитывали размеры и ригидность матки, наличие в яичниках фолликулов и желтых тел. Вагинальное исследование позволило оценить состояние слизистой оболочки преддверия влагалища, характеристики цервикальной слизи и наличие патологических изменений.

Осеменение коров осуществляли групповым методом, синхронизируя половую охоту по схеме «Овсинх». Схему начинали с 50…57 дн. после отела. Первоначально проводили внутримышечно инъекцию гонадолиберина (Сурфагон 50 мкг) на произвольной стадии цикла эструса, что способствовало овуляции и наступлению лютеиновой фазы. Через 7 дн. внутримышечно вводили простагландин F2α (Эстрофан 2 мл) для регресса желтого тела, через 48 ч – гонадолиберин (Сурфагон 50 мкг) для овуляции нового доминантного фолликула. На 9 день наступала половая охота. Через 24 ч (на 10 день) – искусственное оплодотворение (осеменение).

Сравнивали результативность искусственного осеменения коров спермой, криоконсервированной в усовершенствованной среде, содержащей молекулярный водород (опытная группа), с показателями оплодотворяемости, полученными при использовании спермы, замороженной в среде без молекулярного водорода (контрольная). Коров контрольной группы осеменяли спермой, замороженной в среде BioXcell, а животных опытной ‒ спермой, замороженной в среде BioXcell с молекулярным водородом. Метод осеменения коров – цервикальный с ректальной фиксацией шейки матки (ректо-цервикальный). Эффективность осеменения оценивали на основе данных ректального УЗИ исследования на 35 и 90 сут. после осеменения. Для определения стельности использовали ветеринарный УЗИ-сканер CТS-800 (Китай).

Состояние метаболизма определяли по клинико-физиологическим и биохимическим показателям крови на биохимическом анализаторе Clima MC-15 при помощи стандартных наборов реактивов фирмы BioSystems и Randox.

Полученные экспериментальные данные рассчитывали, как среднее значение с ошибкой среднего. Для статистического анализа результатов применяли программу Statistica 6.0. и Microsoft Excel. Уровень статистической значимости – 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клинико-физиологические параметры (температура тела, пульс, частота дыхания) у коров контрольной и опытной групп находились в пределах физиологической нормы. Статистически значимых различий между группами по этим параметрам не обнаружено (табл. 1).

 

Таблица 1.

Клинико-физиологические показатели животных контрольной и опытной групп, М ± m

Показатель	Контрольная группа	Опытная группа	Норма по И.П. Кондрахину, 2004 [7]
Температура, °С	38,5 ± 0,19	38,9 ± 0,25	37,5…39,0
Пульс, уд./мин.	62,4 ± 0,79	61,1 ± 0,95	50…80
Дыхание, дых. дв./мин.	22,4 ± 0,98	19,6 ± 1,16	15…30

 

Средняя температура тела у коров контрольной группы – 38,5 ± 0,19°С, частота пульса – 62,4 ± 0,79 уд./ мин., частота дыхательных движений – 22,4 ± 0,98 дых. дв./ мин., опытной – 38,9 ± 0,25°С, 61,1 ± 0,95 уд./мин., 19,6 ± 1,16 дых. дв./мин. соответственно. Разница между величинами контрольной и опытной групп животных была статистически недостоверной (Р>0,05).

Анализ данных, отражающих обмен веществ (белок, холестерин, глюкоза, мочевина, креатинин), также не выявил отклонений от нормативных значений в обеих группах, характерных для крупного рогатого скота (табл. 2).

 

Таблица 2.

Биохимические показатели крови животных контрольной и опытной групп, М ± m

Показатель	Контрольная группа	Опытная группа	Норма по И.П. Кондрахину, 2004 [7]
Общий белок, г/л	75,22 ± 2,28	77,39 ± 1,96	60…85
Альбумины, %	47,14 ± 2,19	43,15 ± 5,23	35…50
α глобулины, %	14,6 7 ± 4,69	13,21 ± 3,13	17…20
β глобулины, %	13,55 ± 1,01	14,35 ± 1,27	10…16
γ глобулины, %	30, 44 ± 4,79	32, 14 ± 3,45	25…40
Холестерол, ммоль/л	3,07 ± 0,14	3,11 ± 1,05	2,3…6,6
Глюкоза, ммоль/л	2,29 ± 0,17	2,32 ± 0,12	2,1…3,9
Мочевина, ммоль/л	4,22 ± 0,19	4,75 ± 0,23	3,3…3,6
АСТ, Ед/л	35,13 ± 1,25	33,11 ± 1,92	48…110
АЛТ, Ед/л	75,14 ± 2,5	74,41 ± 1,71	17…37
Креатинин, ммоль/л	89,32 ± 4,12	75,47 ± 6,72	88…107

 

У животных контрольной группы содержание общего белка составило 75,22 ± 2,28 г/л, альбуминов – 47,14 ± 2,19%, α глобулинов – 14,67 ± 4,69, β глобулинов – 3,55 ± 1,01, γ глобулинов – 30,44 ± 4,79%. У животных опытной и контрольной групп показатели белкового обмена статистически достоверно не отличались и также находились в пределах стандартных интервалов. Содержание общего белка у коров опытной группы – 77,39 ± 1,96 г/л, альбуминов – 43,15 ± 5,23%, α глобулинов – 13,21 ± 3,13%, β глобулинов – 14,35 ± 1,27%, γ глобулинов – 32,14 ± 3,45%.

Уровни холестерола, креатинина, глюкозы и мочевины в крови животных контрольной и опытной групп не различались между собой и находились в пределах стандартных интервалов. Содержание холестерола в крови коров контрольной – 3,07 ± 0,14 ммоль/л, глюкозы – 2,29±0,17 ммоль/л, мочевины – 4,22 ± 0,19 ммоль/л, креатинина – 89,32 ± 4,12 ммоль/л, опытной – 3,11 ± 1,05, 2,32 ± 0,12, 4,75 ± 0,23, 75,47 ± 6,72 ммоль/л соответственно.

Биохимические маркеры функционального состояния печени, интенсивности белкового, энергетического обмена, активность аланинаминотрансферазы (АЛТ) и аспартатаминотрансферазы (АСТ) соответствовала стандартным значениям у животных обеих групп. Разность между показателями была незначительна и статистически не достоверна (табл. 2).

Таким образом, биохимические показатели крови у коров опытной и контрольной групп находились в пределах интервалов физиологической нормы.

Перед определением влияния молекулярного водорода в составе замораживающей среды на результативность осеменения коров криоконсервированной спермой оценивали активность спермы по прямолинейному поступательному движению сперматозоидов по десятибалльной шкале. Перед искусственным осеменением используемая сперма получила оценку 5 баллов из 10, 50% сперматозоидов имели прямолинейное поступательное движение. Через 90 сут. оплодотворяемость коров опытной группы была выше на 11,5%, по сравнению с группой животных, которых оплодотворяли спермой без молекулярного водорода (табл. 3).

 

Таблица 3.

Результативность осеменения коров опытной группы спермой, замороженной с молекулярным водородом

Показатель	Контрольная группа	Опытная группа
Осеменено коров	50	50
Выбыло из опыта коров	2	3
Стельных коров через 35 сут.	23	28
Стельных коров через 90 сут.	20	25
%	41,7	53,2

 

Таким образом, использование молекулярного водорода в составе среды для разбавления семени позволяет повысить оплодотворяющую способность спермы быков и увеличить процент стельности коров при искусственном осеменении.

Положительное влияние молекулярного водорода на функциональные характеристики сперматозоидов, вероятно, связано с его антиоксидантной активностью. Молекулярный водород специфично нейтрализует только высокотоксичные –ОН и ONOO−, которые могут неконтролируемо вступать в реакции с макромолекулами клетки. [8] С сигнальными активными формами кислорода и азота, участвующими в физиологических процессах, водород ведет себя нейтрально. Это отличает молекулярный водород от других антиоксидантов. Он уменьшает окислительный стресс, корректирует окислительно-восстановительный статус клеток, обладает антиапоптотическими, противовоспалительными и метаболическими эффектами и может быть использован при искусственном осеменении. [9, 11–19]

Об авторах

Марина Николаевна Иващенко

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»; ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kafedra2577@mail.ru

Кандидат биологических наук

Россия, г. Нижний Новгород

Анна Вячеславовна Дерюгина

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»

Email: kafedra2577@mail.ru

Доктор биологических наук

Россия, г. Нижний Новгород

Андрей Александрович Белов

ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н.И. Лобачевского»; ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева»

Email: kafedra2577@mail.ru

Кандидат биологических наук

Россия, г. Нижний Новгород

Алексей Иванович Ерзутов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева»

Email: kafedra2577@mail.ru
Россия, г. Нижний Новгород

Владимир Александрович Петров

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет имени Л.Я. Флорентьева»

Email: kafedra2577@mail.ru

Аспирант

Россия, г. Нижний Новгород

Список литературы

Дополнительные файлы