Бета-каротин и репродуктивное здоровье коров

Бета-каротин в профилактике патологии репродуктивных органов коров
Р. Г. Кузьмич
Учреждение образования «Витебская ордена «Знак Почета» государственная академия ветеринарной медицины»

Многолетний опыт работы по диагностике, лечению и профилактике болезней репродуктивных органов у коров в условиях молочных комплексов показал, что патология такого характера наблюдается у животных с низким уровнем каротина в сыворотке крови (< 7,6 мкмоль/л) и различными показателями витамина А (от 0,7 мкмоль/л и более). В этой связи разработка различных средств и способов профилактики этой патологии с использованием каротинсодержащих препаратов является актуальной. Разработанный нами препарат «Каролин» способствует нормализации обмена каротина и витамина А в организме коров, что приводит к  снижению заболеваемости послеродовым эндометритом на 13,4% и количества дней бесплодия — на 25,2, по сравнению с контрольными животными, за счет повышения интенсивности сократительной функции матки и своевременного завершения клинической инволюции половых органов. У коров, обработанных каролином, отмечается улучшение показателей общего и локального неспецифического иммунитета, нормализуется функциональное состояние эндокринной системы, что снижает степень развития нарушений и патологии репродуктивных органов у коров.

Одной из ведущих отраслей сельского хозяйства является молочное животноводство, получение продукции которого зависит от состояния репродуктивного здоровья коров. Однако в молочном скотоводстве на данном этапе внедрения современных технологий получения молока отмечается довольно высокий уровень бесплодия коров. На отдельных фермах оно достигает до 40 и более процентов маточного поголовья. Главной причиной бесплодия являются различные акушерско-гинекологические заболевания, а также погрешности в организации и проведении искусственного осеменения. Все это приводит к длительному бесплодию, преждевременной выбраковке, а нередко и гибели развивающейся на фоне нарушений в кормлении и содержании.

Современные диагностические, лечебные и профилактические мероприятия не всегда позволяют добиться определенного снижения заболеваний органов репродукции. В значительной степени предотвратить это может рациональное обеспечение организма животных витаминами и микроэлементами, положительно влияющими на воспроизводительную функцию коров, в сочетании с проводимыми зоотехническими и ветеринарными мероприятиями по профилактике бесплодия.

При изучении результатов биохимических исследований сыворотки крови коров многие специа-листы обращают внимание на низкие показатели содержания каротина в крови. В некоторых хозяйствах дефицит каротина в крови регистрируется более чем у 60% коров на протяжении всего года. Все эти ис-следования указывают на нарушение обмена каротина и витамина А в организме животных.

Каротин — биологически активное вещество растительного происхождения, играющее важную роль в обмене веществ и поддержании здоровья людей и животных. До недавнего времени считалось, что физиологическое действие каротина обусловлено его превращением в витамин А. Однако работы последних лет свидетельствуют, что каротин для крупного рогатого скота — это не только источник вита-мина А, но и вещество, обладающее вполне самостоятельной биологической активностью.

Крупный рогатый скот имеет уникальную способность к накоплению значительного количества каротина в крови. Концентрация его в плазме крови изменяется в широких пределах в зависимости от обеспеченности рациона, условий кормления, сезона года, породных, возрастных, физиологических и индивидуальных особенностей. Более интенсивное увеличение концентрации каротина в крови под воз-действием повышенного его потребления происходит у животных на фоне истощенных запасов витами-на А в организме. В практике такая картина наблюдается весной при выгоне животных на пастбище. По мере насыщения организма каротином дальнейшее повышение его уровня в крови не наблюдается.

Некоторые ученые указывают на то, что показатель каротина в крови не может служить критерием обеспеченности организма животных витамином А, так как в практике нередки случаи проявления признаков А-гиповитаминоза при достаточно высоком уровне каротина в крови и, наоборот, нормального состояния А-витаминного обмена при критически низком содержании каротина в крови. Последнее чаще наблюдается при инъекциях или скармливании животным высоких доз витамина А.

Имеются данные о том, что каротиноиды выполняют в биологических системах организма защитные функции от воздействия экзогенных и эндогенных факторов. Считается, что одним из возможных механизмов защитного действия каратиноидов является дезактивация высокореактивных свободных радикалов кислорода, перекисей, ксенобиотиков, которые являются причиной возникновения различных заболеваний из-за перекисного окисления липидов в мембранах клеток. Установлено, что витамин А и бета-каротин обладают радиопротекторными свойствами при воздействии Х и Y лучей на нормальные и опухолевые клетки и препятствуют фотоиндуцирующим повреждениям тканей.

Бета-каротин, фиксирует активный кислород, чем прерывает цепь свободнорадикальных реак-ций, защищая макромолекулы и биомембраны клеток от повреждения, что обеспечивает резистентность организма к различным экстремальным воздействиям. Канцеропротекторные свойства бета-каротина обусловлены превращением его в витамин А, а также способностью блокировать токсичные свободные радикалы, усиливать иммунный ответ.

На основании статистической отчетности и собственных исследований мы обнаружили, что за последние три года из многочисленных исследованных проб крови у 68,9% установлено содержание каротина ниже нормы и витамина А — у 64,6%. Это самый высокий процент дефицита этих веществ по сравнению с некоторыми другими показателями (неорганический фосфор, кальций, общий белок, сахар и др.).

Известно, что каротин и витамин А способствуют поддержанию специфичности эпителия слизистых оболочек и сохранению защитных факторов эндометрия. При нарушении обмена каротина и вита-мина А в организме стельных коров возникает предрасположенность к возникновению воспалительного процесса в плаценте и слизистой оболочке матки в конце беременности и в послеродовой период.
В этой связи заслуживает внимания проведение научных исследований по вопросу биологиче-ского действия каротина на организм животных и его роли в возникновении заболеваний репродуктивных органов у коров.

Материал и методы исследований. Изучение клинических, морфологических и функциональ-ных изменений в половых органах коров в послеродовом периоде проводили в двух группах коров сформированных по принципу парных аналогов. Животным первой группы было назначено дефицитное по каротину кормление, а коровам второй группы – полноценное. В дальнейшем проводили исследования в сухостойный и послеродовой периоды.
Для изучения профилактической эффективности ветеринарного препарата «Каролин» были по-добраны две группы (опытная и контрольная) сухостойных коров за 30 дней до ожидаемого отела. Жи-вотным опытной группы внутримышечно вводили ветеринарный препарат «Каролин» в дозе 0,3 мг на 1 кг живой массы пять дней подряд с интервалом 24 часа. Повторное введение «Каролина» по такой же схеме через 7 дней. Коровам контрольной группы препарат не вводили.
При определении профилактической эффективности препарата учитывали характер течения родов и послеродового периода. При этом наблюдали активность течения родов (схватки и потуги), количество патологических родов, задержание последа, степень осложнения послеродового периода эндометритами, время восстановления половой цикличности, продолжительность сервис-периода и оплодотворяемость.

Результаты исследований. При изучении течения родов и послеродового периода у коров с низким содержанием каротина в крови мы установили снижение активности родовой деятельности, что проявлялось слабыми кратковременными схватками и длительными паузами. У этих животных отмечалось задержание последа на 10,3% чаще, чем у коров с нормальным содержанием каротина в крови. Нормальное течение послеродового периода отмечено у 23,3% животных, что на 36,1% ниже, чем у ко-ров с нормальным содержанием каротина, заболеваемость послеродовым эндометритом выше на 11,4%. У животных этой группы продолжительность периода от отела до оплодотворения оказалась в два раза больше, в более поздние сроки восстанавливалась половая цикличность и значительно ниже оплодотворяемость.
У коров, которых содержали на дефицитном по каротину кормлении, в течение двух месяцев наблюдалось снижение его концентрации в крови до 7,6 мкмоль/л и ниже. Такое состояние отмечено у основной массы опытных животных. Интересным является и тот факт, что за этот период не установлено признаков авитаминоза А. Уровень этого витамина в сыворотке крови находился в пределах 1,06+/- 0,07 мкмоль/л.
У 93,4% коров с полноценным по каротину рационом концентрация каротина в крови находи-лась на уровне 7,60-8,36 мкмоль/л, что соответствовало физиологической норме. Кроме этого, у трех животных данной группы установлен низкий уровень витамина А (0,95 мкмоль/л) при нормальном уровне каротина (12,5 мкмоль/л). Такое состояние свидетельствует о нарушении обмена каротина и витамина А в организме этих животных. Достоверного объяснения такого явления в доступной нам литературе мы не обнаружили.
В конце беременности, во время родов и в послеродовой период происходило значительное изменение в динамике половых гормонов эстрадиола и прогестерона. Перед родами наблюдалось повыше-ние концентрации эстрадиола и снижение прогестерона, что способствовало наступлению и течению родов, а также нормальной инволюции матки. У животных с низким уровнем каротина в крови концен-трация эстрадиола оказалась на 37,3% ниже. Количество прогестерона в сухостойный период у коров с недостаточным содержанием каротина находилось на низком уровне.  За 1-3 дня до родов, наоборот, количество этого гормона было выше на 39,1%. Повышенное содержание прогестерона у этих животных отмечалось до 7-го дня послеродового периода, в то время как количество эстрадиола находилось на низком уровне. Низкий уровень эстрадиола и прогестерона у сухостойных коров с недостаточным уров-нем каротина в крови указывает на снижение функции фетоплацентарной системы.
По вопросу повышенного содержания прогестерона в ранний послеродовой период имеются сведения, что количество прогестерона в крови некоторых животных достигает базового уровня через 48 часов, а лютеиновые клетки желтого тела могут подвергаться лизису до 5-7-го дня после родов, т.е. к этому времени желтое тело полностью прекращает свою  функцию.
Значительное изменение в сухостойный и послеродовой периоды наблюдаются и в динамике кортизола. У животных с низким уровнем каротина в крови количество последнего в сыворотке крови за 45 — 1 день до родов превышало на 37,2-74,8% этот показатель у коров с нормальной концентрацией каротина, а в ранний послеродовой период он был ниже на 29,4 — 60,0%. Это указывает на то, что в сухостойный период кортизол оказывает угнетающее действие на функцию фетоплацентарной системы, а в послеродовой, его низкий уровень не способствовал своевременной адаптации животных к фактору родового стресса.
Низкий уровень эстрадиола и повышенный прогестерона приводит к снижению функции систем, обеспечивающих сократительную активность миометрия, а значит — и к снижению сократительной функции матки в ранний послеродовой период. В результате наблюдается нарушение инволюционных процессов и, в конечном итоге, возникновение болезней репродуктивных органов.
Анализируя показатели уровня простагландина Ф-2альфа в сыворотке крови коров с низким и нормальным уровнем каротина в сухостойный период и перед родами, не выявлено какой-либо закономерности в динамике простагландина. В послеродовой период его концентрация у коров с низким уров-нем каротина была ниже в первые трое суток на 16,2%, на  7-ые сутки – на 43,9%, через 15 суток – на 40% и на 25-е сутки – на 26,8%. Это указывает на то, что при замедленной инволюции матки снижается ее способность вырабатывать это биологически активное вещество.

Таким образом, у животных перед родами, во время родов и в послеродовой период наблюдается значительная физиологическая, функциональная и морфологическая перестройка организма, которая протекает при воздействии половых гормонов, щитовидной железы и надпочечников, а также простагландина Ф-2-альфа. Их концентрация, динамика и соотношение определяют характер течения родов и послеродового периода. Нарушение в обмене гормонов приводит в конечном итоге к патологическим изменениям в репродуктивной системе. У коров с низким уровнем каротина в крови эти нарушения выражены более значительно.
Одним из основных критериев этиопатогенеза нарушения инволюции матки после родов является сократительная функция матки. В настоящее время уже раскрыт широкий спектр воздействия различных экзогенных и эндогенных факторов на сократительную активность миометрия. Определенную роль в этом играют эстрогены и прогестерон. Нарушение их концентрации, соотношения и динамики у коров с низким уровнем каротина отрицательно сказывается на состоянии сократительной функции матки во время родов и в послеродовой период.
С другой стороны, представляют интерес антиоксидантные свойства бета-каротина и его влияние на сократительную функцию матки. Способность связывать свободные радикалы приводит к предотвращению свободнорадикального окисления липидов в мембране клеток и сохранению их структуры. Сохранение структуры мембраны клеток миометрия дает возможность возникновения потенциала действия и сокращения миометрия. Анализируя данные, полученные при утерографии у коров с различным состоянием обмена каротина и витамина А, мы обнаружили, что у всех животных прослеживается определенная закономерность интенсивности сократительной функции матки. В первые 12 часов после родов наблюдаются наиболее сильные сокращения матки, которые угасают к 48 часам после родов, а минимальная интенсивность сокращений регистрируется в период с 48 до 72 часов после родов. Если сравнить этот период с клинико-морфологическими изменениями в половых органах коров, то он совпадет с формированием в канале шейки матки слизистой пробки. Через 96 часов после родов интенсивность сокращений начинает возрастать. В это время наблюдается разжижение слизистой пробки в канале шейки матки. По-видимому, такое состояние обеспечивает нормальное течение инволюции матки, т. е. дегенеративно-регенеративные процессы и выведение лохий из матки.

Установлено, что уже через 24 часа контракционный индекс уменьшается в 2,1 раза по сравнению с таковым через 6 часов после родов. Мы расширили эксперимент и провели гистерографию через 72, 96, 120, 144 и 168 часов после родов, проследив интенсивность сокращений матки в ранний пуэрперий, и установили повышение сократительной активности миометрия через 72-96 часов после родов.
Самые низкие показатели интенсивности сокращений матки мы зарегистрировали у животных с низким содержанием каротина и витамина А в сыворотке крови. Контракционный индекс у этих животных составил 0,003-0,005. У коров с нормальным содержанием каротина и низким витамина А, интен-сивность сокращений оказалась значительно выше и контракционный индекс колебался в пределах 0,08-0,15. У животных с низким  уровнем каротина и нормальным витамина А сократительная активность миометрия была ниже, чем у предыдущих животных и индекс сокращений был равен 0,06- 0,08. Этот факт указывает на то, что интенсивность сократительной функции матки находится в определенной зависимости от уровня содержания каротина в крови коров.

Для профилактики патологии репродуктивных органов коров нами был разработан препарат «Каролин». 
Применение ветеринарного препарата «Каролин» сухостойным коровам позволяет снизить заболеваемость послеродовым эндометритом на 13,4% и количество дней бесплодия — на 25,2 по сравнению с контрольными животными. У коров, которым назначали каролин, сократительная функция матки, была более интенсивной и раньше наступала клиническая инволюция половых органов.
Основой профилактического действия каролина является нормализация обмена веществ в орга-низме, гормонального обмена и повышения защитных функций организма и сократительной функции матки. У подопытных животных в сыворотке крови количество эстрадиола в ранний послеродовой период было выше на 34,8%, прогестерона – ниже на 68,9%. Такое соотношение половых гормонов способ-ствовало повышению интенсивности сократительной функции матки и нормальному течению инволю-ционных процессов. Так, индекс сокращения матки через 6 часов после родов был в 30,5 раза выше, чем у контрольных животных, а на 7-ые сутки – в 6 раз.

Под действием препарата наблюдалась активизация клеточной и гуморальной систем иммунитета, повышались показатели естественной резистентности организма.
Во все сроки исследований, титр иммуноглобулинов G и М в сыворотке крови коров опытной группы был достоверно выше, чем в контрольной, как перед родами, так и в послеродовой период. Титр иммуноглобулина G был выше у коров опытной группы на 29,3 – 32,7%, иммуноглобулина М – на 16,2 – 38,0%.
Установлено достоверное повышение фагоцитарной активности лейкоцитов у подопытных жи-вотных перед родами и в послеродовой период по сравнению с контрольными животными на 12,7 – 30,7%.
На достаточно высоком уровне находилось количество лизоцима и бактерицидная активность сыворотки крови во все сроки исследования.
Количество секреторного иммуноглобулина А в маточном секрете опытных коров был достоверно выше во все сроки исследования в послеродовом периоде. Самый высокий показатель этого иммуноглобулина зарегистрирован у подопытных животных на 7-й день послеродового периода и он был на 10% выше, чем в первый день после родов и на 21,2% выше, чем у животных контрольной группы. На 15-й и 25-й день наблюдалось незначительное снижение титра этого иммуноглобулина.
В содержании лизоцима в маточном секрете опытной и контрольной групп на 1-й, 7-й и 15-й дни послеродового периода отличий не наблюдалось, и только на 25-й день после отела количество лизоцима было достоверно выше у животных обработанных каролином, что составляло 8,3+/-1,2 мкмоль/л у опытных животных и 5,9+/-0,4 мкмоль/л – у контрольных.

Разработанный и предложенный способ профилактики болезней репродуктивных органов у коров с помощью «Каролина» находится на острие решения проблем качества продукции молочного жи-вотноводства. Этот препарат является малопасным. В настоящее время существует проблема бесконтрольного и необоснованного применения различных препаратов, мало изученных по их аллергизирующим, тератогенным и токсическим свойствам. Такая ситуация возникла с учетом требований конъюнктуры рынка и социально-экономического состояния. Особенно это связано с применением различных гормональных препаратов, антибиотиков и химиотерапевтических средств в ветеринарной акушерско-гинекологической практике. Создаются предпосылки к развитию аллергических реакций на медикаменты у людей и затруднениям при проведении терапии в медицинской практике.

Заключение. На основании выше изложенного мы считаем, что каротин и витамин А образуют одну из многих равновесных биологических систем, выполняющих защитную функцию в организме. Бета-каротин играет важную роль в регуляции функционального состояния и профилактике возникновения патологии репродуктивных органов у коров. Препарат «Каролин» обладает высоким профилактическим эффектом при патологии репродуктивных органов у коров в послеродовом периоде.