Влияние генетико-иммунологических факторов быков-производителей на показатели врожденного иммунитета дочерей
- Авторы: Еремина М.А.1, Ездакова И.Ю.2
-
Учреждения:
- Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста
- Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук
- Выпуск: № 5 (2019)
- Страницы: 63-66
- Раздел: Ветеринария
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-2627/article/view/16557
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500-26272019563-66
- ID: 16557
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изучали влияние генетико-иммунологических факторов быков-производителей на иммунологические показатели дочерей при раздое (от первой лактации ко второй). Объектом исследований послужили коровы-дочери быков, ранее оцененных по генетико-иммунологическим показателям. Установлено, что у дочерей быков с «варьирующими» генетико-иммунологическими показателями снизилось содержание лимфоцитов на 9,23% (р≤0,05), базофилов – на 1,54% (р≤0,05), увеличилось содержание моноцитов на 6,23% (р≤0,001) на фоне пониженного уровня фагоцитарной активности нейтрофилов на 10,7% (р≤0,05) во вторую лактацию по сравнению с первой. В группе коров-дочерей быков «со стабильными» генетико-иммунологическими показателями наблюдалось меньшее число значимых взаимосвязей между показателями клеточных факторов иммунитета, что свидетельствует о менее напряженном состоянии иммунной системы животных в период раздоя от первой ко второй лактации и может служить дополнительным критерием учета закрепления в потомстве быков-производителей стабильных показателей здоровья.
Ключевые слова
Полный текст
Нарушения иммунологической реактивности организма сопровождаются в большинстве случаев количественными изменениями сывороточных иммуноглобулинов. Снижение уровня одного или нескольких изотипов иммуноглобулинов в биологических жидкостях животных может указывать на наличие гуморального иммунодефицита как первичного, имеющего генетическую основу, так и вторичного, возникающего в результате патологического процесса. В ходе изучения и совершенствования методик исследования иммунной системы животных разрабатывались возможности оценки иммунного статуса, отражающие динамику реактивности организма в различные периоды онто- и иммуногенеза.
Оценка функциональной активности лейкоцитов (нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов и макрофагов) составляет необходимую часть исследования состояния иммунной системы, которая в зависимости от различных условий активирует одни реакции, подавляет другие, что является адаптивными изменениями, основой выживания организма.
Антигенные факторы генотипа животных располагаются на поверхности эритроцитов, и комплекс аллелей какого-либо одного локуса наследуется независимо один от другого [1]. При этом генотип животного в определенной мере определяет уровень естественных антител в его организме, а ряд иммунологических показателей имеют четкую связь с селекционно-генетическими группами и аллелями полиморфных систем [2]. Это положение позволяет прогнозировать целесообразность и возможность проведения селекции для повышения статуса здоровья молочного скота, который может быть включен в комплексную систему производства молока в качестве основного звена в подсистеме управления здоровьем животных [3].
Постоянно действующие агрессивные внешние воздействия и нежелательные эндогенные факторы вызывают определенные сдвиги во внутренней среде организма, снижают общую жизнеспособность и увеличивают риск возникновения широкой гаммы заболеваний. Анализ состояния сдвигов систем организма и формирования генерализованного ответа на поступающие сигналы возможен в рамках иммунобиологического контроля, под которым следует понимать взаимосвязь специфических иммунных и неспецифических биологических факторов и механизмов гомеостаза, направленных против агентов и причин, которые нарушают структурно-функциональное постоянство внутренней среды организма. Эти механизмы находятся под генетическим контролем и регулируются через прямые и обратные связи [4].
Разработка средств диагностики и нейтрализации нежелательных сдвигов в организме для поддержания его жизнеспособности является приоритетным направлением исследований в области биологии продуктивных животных [5, 6].
По данным канадских ученых, учет признаков иммунного ответа при разведении крупного рогатого скота дает возможность повысить устойчивость к болезням. Регистрация клеточно-опосредованной реакции и ответа через антитела позволила разделить животных на группы с сильным, средним и слабым иммунным ответом [7].
Параметры естественной резистентности, характеризующие общую иммунологическую реактивность организма, положительно связаны с уровнем пожизненной молочной продуктивности, количеством лактаций, продолжительностью хозяйственного использования, оплодотворяемостью коров и отрицательно – с длительностью сервис-периода и межотельного интервала. В течение лактации уровень содержания иммуноглобулинов может зависеть как от внешних факторов, так и от физиологического состояния коров [8]. Кроме того, генетический потенциал родительских пар оказывает определенное влияние на иммунологическую реактивность потомков. При этом генетическое давление быков-производителей в силу получения большего количества потомков является более значимым. Объединение в общей системе оценки быков-производителей установленных взаимосвязей между генетическими и иммунологическими показателями, по нашему мнению, даст возможность закрепить их ценные резистентные качества в потомстве и вести отбор с учетом генетико-иммунологических качеств [9-11].
Цель исследований состояла в изучении влияния генетико-иммунологических факторов быков-производителей на иммунологические показатели дочерей при раздое (от первой лактации ко второй).
Методика. Исследования проводили в 2016-2017 гг. на базе экспериментального хозяйства «Кленово-Чегодаево» на ферме Лукошкино (Москва). Были сформированы две группы коров черно-пестрой голштинизированной породы. В I группу вошли 16 дочерей 6 быков-производителей, отнесенных к группе со «стабильными» генетико-иммунологическими факторами, во II – 18 дочерей 4 быков-производителей, отнесенных к группе с «варьирующими» генетико-иммунологическими факторами.
Иммунологические показатели изучали путем исследования образцов крови на количественное содержание иммуноглобулинов (IgG) и клеточных факторов иммунитета у подопытных животных в первую и вторую лактации в весенне-летний и осенне-зимний периоды с использованием простой радиальной иммунодиффузии по методу G.Manchini et. al [12]. Показатель фагоцитарной активности определяли по методике [13]. Иммунологические исследования проведены в лаборатории иммунологии Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук.
Генотип быков-производителей устанавливали путем тестирования животных по ЕАВ-системе групп крови с использованием иммуноспецифических сывороток. Исследования проведены в лаборатории генетики животных Федерального научного центра животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста [14].
Взаимосвязь между содержанием IgG и генотипом быков-производителей определяли путем проведения одномерного дисперсионного анализа, который предполагал установление коэффициента вариации и распределение групп животных по уровню содержания IgG отдельно по сезонам года и в среднем по данному показателю. Факториальным признаком служил генотип животного (совокупность аллелей групп крови), а результативным (зависимым) – содержание IgG по сезонам года.
Табл.1. Показатели клеточного и гуморального иммунитета дочерей быков разных генетико-иммунологических групп
Группа | Число животных, гол. | Лейкоформула, % | Фагоцитарная активность, % | |||||
нейтрофилы | лимфоциты | моноциты | эозинофилы | базофилы | ||||
палочко- ядерные | сегментоядерные | |||||||
Норма | 2-5 | 20-35 | 40-75 | 2-7 | 3-20 | 0-2 | 48-78 | |
I лактация | ||||||||
I | 16 | 5,40±0,51 | 28,64±3,47 | 47,50±3,56 | 5,07±0,67 | 9,85±0,96 | 1,57±0,39 | 45,80±5,70* |
II | 18 | 5,10±0,61 | 28,00±2,45 | 51,73±2,18* | 4,47±0,70 | 10,52±1,29 | 2,20±0,51* | 42,69±4,82* |
II лактация | ||||||||
I | 15 | 5,61±0,56 | 24,5±1,99 | 42,9±1,96 | 9,00±0,90 | 11,5±1,61 | 0,80±0,20 | 31,20±2,95 |
II | 17 | 6,87±0,69 | 28,2±2,68 | 42,5±2,13 | 10,7±1,04*** | 10,20±1,53 | 0,66±0,21 | 32,0±2,20 |
* Р ≤0,05 по сравнению с II лактацией. *** Р≤0,001 по сравнению с I лактацией. |
В результате расчетов было установлено, что в среднем 79,3% животных имели показатель содержания IgG от 24,1 до 29 мг/мл, что стало решающим в выделении двух групп быков-производителей: со «стабильными» (6 голов) и «варьирующими» генетико-иммунологическими факторами (4 головы) [15].
Для обработки полученных результатов были использованы компьютерные программы «Statistical package for the social sciences» и Excel.
Результаты и обсуждение. В период раздоя (от первой лактации ко второй) у коров подопытных групп установлены различия по уровню показателей клеточного иммунитета (табл. 1). У животных II группы снизилось содержание лимфоцитов на 9,23% (р≤0,05), базофилов – на 1,54% (р≤0,05) во вторую лактацию по сравнению с первой. В целом иммунологические показатели не выходили за границы установленных нормативных данных, за исключением содержания моноцитов, уровень которых увеличился на 6,23% (р≤0,001).
Полученные результаты могут свидетельствовать о возрастании компенсаторных реакций организма коров на фоне пониженного уровня фагоцитарной активности нейтрофилов: у животных I группы – на 14,6% (р≤0,05), II – на 10,7% (р≤0,05) по сравнению с показателями первой лактации. Содержание IgG не имело существенных различий между группами и составило у животных II группы 24,29 и 27,7 мг/мл в первую и 26,5 и 26,2 мг/мл во вторую лактацию.
Таким образом, в группе коров-дочерей быков с «варьирующими» генетико-иммунологическими факторами установлено более значительное изменение уровня иммунокомпетентных клеток во вторую лактацию по сравнению с первой. Оценка иммунного статуса лактирующих коров может способствовать изысканию путей своевременной коррекции врожденной системы иммунитета, определяемой функциональным состоянием иммунокомпетентных клеток.
При различных нагрузках на организм, в частности, в период лактации, возможны значительные изменения иммунологических показателей, что в ряде случаев ведет к снижению естественной резистентности и продуктивности животных. С этой целью применение корреляционного анализа между иммунологическими показателями и учет устойчивых корреляций, показывающих сбалансированность иммунной системы, может способствовать не только диагностике, но и иммунопрофилактике инфекционных заболеваний. Возникающие в ходе лактации внешние и внутренние воздействия на организм животных могут провоцировать сдвиг параметров иммунокомпетентных клеток крови, что неизменно сказывается на силе и количестве корреляций между ними.
Учитывая указанные приоритеты, были рассчитаны взаимосвязи основных гуморальных и клеточных показателей иммунитета в крови животных по первой и второй лактациям в осенне-зимний период (табл. 2). В обеих группах установлена значимая отрицательная связь между числом лимфоцитов и нейтрофилов в изучаемые периоды, что свидетельствует о балансе между врожденной и адаптивной системой иммунитета. Однако ослабление данной взаимосвязи у животных II группы во вторую лактацию может быть связано с некоторым срывом функциональных возможностей организма коров.
Табл. 2. Коэффициенты значимых корреляций между показателями клеточных факторов иммунитета коров по лактациям
Показатель | I лактация | II лактация | ||
I группа | II группа | I группа | II группа | |
IgG/лимфоциты | 0,292 | -0,127 | 0,437 | -0,412* |
Нейтрофилы/лимфоциты | -0,752 | -0,703*** | -0,727 | -0,665*** |
Нейтрофилы/эозинофилы | -0,235 | -0,214 | -0,348 | -0,567*** |
Лимфоциты/моноциты | -0,387 | -0,501* | 0,092 | -0,250 |
Фагоцитарная активность/ эозинофилы | -0,287 | -0,302 | -0,418 | -0,443* |
* Р ≤0,05; *** Р≤0,001 по сравнению с I группой. |
У животных II группы выявлена отрицательная зависимость лимфоциты/моноциты (-0,501, p≤0,05) в первую и нейтрофилы/эозинофилы (-0,567, p≤0,05), IgG/лимфоциты (-0,412, p≤0,05), фагоцитарная активность/эозинофилы (-0,443, p≤0,05) во вторую лактацию. У коров этой группы произошло усиление корреляции по показателю лимфоциты/моноциты (от -0,501 до -0,250) при сравнении данных первой и второй лактаций. Смена корреляционной направленности этого показателя (от -0,387 до 0,092) отмечена в I группе.
Во II группе наблюдалось усиление отрицательной связи нейтрофилы/эозинофилы (от -0,214 до -0,567), а в I группе этот корреляционный показатель существенно не изменился (от -0,235 до -0,348). Для животных обеих групп установлено усиление отрицательной зависимости по показателю фагоцитарная активность/нейтрофилы: в I группе от -0,287 до -0,418 (p≤0,05), во II – от -0,302 до -0,443 (p≤0,05).
Установлена тенденция увеличения связи IgG/лимфоциты в I группе и значимое усиление отрицательной корреляции между этими показателями (от -0,127 до -0,412, p≤0,05) у коров II группы. У животных I группы число значимых корреляций по второй лактации равнялось двум, II группы – четырем. Меньшее число значимых корреляций показателей врожденной иммунной системы и смена их направленности свидетельствуют о более устойчивом состоянии иммунной системы у коров I группы, то есть дочерей быков со «стабильными» генетико-иммунологическими факторами от первой ко второй лактации.
Таким образом, учет антигенов групп крови наравне с уровнем естественных антител у быков-производителей способствует дальнейшему закреплению в потомстве стабильных показателей здоровья животных.
Об авторах
М. А. Еремина
Федеральный научный центр животноводства – ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста
Автор, ответственный за переписку.
Email: eromaar@yandex.ru
доктор сельскохозяйственных наук
Россия, Московская область, ДубровицыИ. Ю. Ездакова
Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарииимени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко Российской академии наук
Email: ezdakova.i@viev.ru
доктор биологических наук
Россия, МоскваСписок литературы
- Ткаченко И.В., Гридин В.Ф., Гридина С.Л. Полиморфизм систем групп крови и продуктивность крупного рогатого скота уральского типа // Российская сельскохозяйственная наука. – 2015. – №4. – С.53-55.
- Михайленко И.М. Автоматизированные системы управления здоровьем животных как стратегическая основа оптимизации воспроизводства в молочном скотоводстве // Сельскохозяйственная биология. – 2014. – №2. – С.50-58.
- Mansour А.Н. ABO Blood Group and Risk of Malignancies in Egyptians / A.H. Mansour, Mohammed Amin Mohammed, Anwar Rokia et al. // International Journal of Cancer Research. – 2014. – V.10. – P.81-95.
- Галочкин В.А., Остренко К.С., Галочкина В.П. и др. Взаимосвязь нервной, иммунной, эндокринной систем и факторов питания в регуляции резистентности и продуктивности животных (обзор) / В.А. Галочкин, К.С. Остренко, В.П. Галочкина, Л.М. Федорова // Сельскохозяйственная биология. – 2018. – Т.53. – №4. – С.673-686.
- Heriazon A., Quinton M., Miglor F. et al. Phenotypic and genetic parameters of antibody and delayed-type hypersensitivity responses of lactating Holstein cows // Veter. Immun. Immunopath. − 2013. − Vol.154. − P.83-92.
- Гулюкин М.И. Степанова Т.В. Роль клеток крови в становлении и развитии иммунного ответа (обзор) // Ветеринария и кормление. – 2017. − №3. – С.36-39.
- Яковлев А.Ф. Молекулярные маркеры в системе проявления иммунного ответа (обзор) // Сельскохозяйственная биология. – 2018. – №2. – Т.53. – С.235-247.
- Ездакова И.Ю., Еремина М.А. Структура корреляционных взаимосвязей иммунологических показателей крупного рогатого скота // Российская сельскохозяйственная наука. – 2017. – №3. – С.40-43.
- Ездакова И.Ю., Еремина М.А., Ефремова М.С., Фёдорова Е.В. Диагностические критерии оценки состояния иммунной системы быков-производителей // Ветеринария и кормление. − 2014. − №2. − С.10- 12.
- Ездакова И.Ю. Использование иммунологических маркеров в качестве возможных диагностических ориентиров определения состояния здоровья животных // Ветеринария и кормление. – 2017. – №3. – С.40-41.
- Черепанов Г.Г, Михальский А.И. Проблема поиска возможных подходов для оценки потенциала жизнеспособности и продления сроков использования высокопродуктивных животных // Проблемы биологии продуктивных животных. − 2016. − №1. – С.5-23.
- Фримель Х. Иммунологические методы. – М.: Мир, 1979. − 518 с.
- Ездакова И.Ю., Лощинин М.Н., Грушина Е.Е. Изучение функциональной активности фагоцитов крови животных // Труды ВИЭВ. – 2016. – Т.79. – С.190-195.
- Ескин Г.В. Каталог быков-производителей 2014-2015 / Г.В. Ескин, И.С. Турбина, Е.В. Фёдорова и др. ОАО Головной центр по воспроизводству сельскохозяйственных животных, 2014. – 114 с.
- Еремина М.А., Ездакова И.Ю., Иолчиев Б.С. Состояние резистентности быков-производителей в связи с их генотипом и иммунологическими показателями // Материалы международной научно-практической конференции «Пути продления продуктивной жизни молочных коров на основе оптимизации разведения, технологий содержания и кормления животных. 28-29 мая 2015. Дубровицы, ВИЖ. – С.181-185.