CC BY
19
УДК 636.321.38: 612.664
Куртасов Г.В.3, астрант, ([email protected]) Харкгвська державна зооветеринарна академ1я
ФУНКЦЮНАЛЬНА АКТИВН1СТЬ МОЛОЧНО1 ЗАЛОЗИ КОР1В ТА ЗМ1НИ СП1ВВ1ДНОШЕННЯ ПРОТЕ1НОВИХ ФРАКЦ1Й МОЛОЗИВА ПЕРШОГО ДО1ННЯ
Уробот1 схарактеризовано функцгональну активтсть молочног залози коргв на момент початку лактацп (перше догння). Встановлено звороттй кореляцтний зв 'язок м1ж синтетичною та транспортною функщями молочног залози при переходг в1д колострогенезу до лактогенезу. Кглькгсною характеристикою функцгональног активност1 обрано ствв1дношення мкцево синтезованих у молочнгй тканин та транспортованих гз загального кровотоку бткових компонент1в молозива як гндекс функцюнальног активност1. Встановлено вплив локальних фактор1в молочног залози на ствв1дношення протегнових фракцш молозива першого догння.
Ключовi слова: функцгональна активтсть, молочна залоза, молозиво, колострогенез, лактогенез.
Вступ. Молозиво велико! рогато! худоби е основним джерелом факторiв iмунного захисту для новонароджених телят, а також потенцшно може бути використане як сировина для виготовлення фармацевтичних препарата [1, 2].
Важливкть молозива для новонароджених була визнана бшьше 70 роюв тому [3]. Незважаючи на це, вторинний iмунодефiцит неонатальних телят молочних порщ (як наслщок недостатност колострального транспорту) залишаеться актуальною проблемою для практики тваринництва, як в Укра!ш, так i за кордоном. З метою його профилактики сьогодш впроваджуеться система заходiв, одшею зi складових яко! е мошторинг якост молозива, призначеного для споживання телятами перших дiб життя, за вмктом iмуноглобулiнiв що е його найпотужшшим антимжробним компонентом [4-7].
Загальновщомо, що вмiст iмуноглобулiнiв у молозивi корiв молочних порiд часто зазнае значних коливань, а впливае на нього велика кшькють факторiв, серед яких: iмунний статус матерi, фоновi причини (умови утримання та годiвлi), тривалiсть сухостiйного перiоду, передчасне видоювання молозива, породнi характеристики тварини, об'ем продукованого молозива першого надою тощо. Разом з тим, окремо! уваги заслуговуе вивчення мехашзму формування молозива (колострогенезу) з метою подальшо! розробки системи заходiв iз пiдвищення якостi молозива [1, 8].
Колострогенез вщбуваеться протягом трьох тижшв перед родами i припиняеться тд впливом комплексу гормональних змiн тд час або одразу пiсля родiв. Основна роль у припиненнi цього процесу належить пролактину та
3 Науковий кер1вник -Куртасов Г.В., 2010
академ1к НААН Украни, доктор ветеринарних наук, проф. Головко В.О. 155
глюкокортико!дним гормонам [9]. Дiя пролактину викликае перебудову метаболiзму маммарних альвеолярних еттелюциив вiд селективного Fc-рецептор опосередкованого перенесення молекул iмуноглобулiнiв класу G1 з кровi у просвiт молочних альвеол у бш синтезу компонентiв зрiлого молока (казе!ну, лактози, а-лактальбумiну тощо) [1,10]. Таким чином, вщбуваеться перехiд вщ переважно транспортно! активностi молочно! залози (колострогенез) до переважно синтетично! (лактогенез). Також е даш про те, що при затриманнi першого до!ння концентрацiя iмуноглобулiнiв знижуеться [8], тобто можна стверджувати про розрщження молозива за рахунок штенсивно! секреци компонент зрiлого молока.
У цьому контекст привертае до себе увагу щея штучного затримання переходу вiд колострогенезу до лактогенезу шляхом блокування дп пролактину з метою подовження перюду формування молозива та, таким чином, вщвернення стрiмкого падiння вмiсту iмуноглобулiнiв у молозивi наступних до!нь (Barrington, 2001). Вивчення механiзмiв регуляци колострогенезу може бути також використане з метою штучного продукування молозива i наступного використання як сировини для фармаци [11].
У науковш лiтературi вiдсутнi вiдомостi про синхроннiсть змш функщонально! активностi молочно! залози тд дiею пов'язаних iз родами гормональних впливiв у корiв. Таким чином, юнуе потреба дослiдити морфо-функщональний стан молочно! залози корiв на час першого до!ння за властивостями секрету та зробити висновок про характер змш !! функщонально! активности
Кiлькiсною характеристикою функцiонального стану молочно! залози у перюд переходу вщ одного типу активностi до шшого може бути спiввiдношення у молозивi першого до!ння вмiсту мiсцево синтезованих у молочнiй тканинi бiлкiв (а-лактальбумш, казе!н, Р-лактоглобулш) [12,13] та бшюв, транспортованих iз загального кровотоку до просв^у молочних альвеол (iмуноглобулiни Gl, сироватковий альбумiн), а порiвняння спiввiдношень бiлкових фракцiй перших порцiй молозива з рiзних чвертей молочно! залози дозволить зробити висновок про наявшсть впливу локальних чинникiв молочно! залози.
Метою роботи було схарактеризувати функщональну актившсть молочно! залози корiв на момент першого до!ння та визначити фактори, що обумовлюють змiни складу !! секрету. Вiдповiдно до цього поставлен завдання:
- визначити процентне сшввщношення основних проте!нових фракцiй молозива корiв з рiзних чвертей молочно! залози;
- схарактеризувати транспортний та секреторний типи функщонально! активност молочно! залози корiв на момент першого до!ння, визначити характер взаемозв'язку мiж ними;
- зробити висновок про вплив мкцевих факторiв молочно! залози на склад бшюв секрету.
Матер1ал 1 методи. Дослiдження проводили у ВАТ «Племзавод iм. 20-рiччя Жовтня» Сахновщинського району Харкiвсько! области Вiдбiр проб
156
молозива проводився вщ 32 клмчно здорових KOpiB чорно-рябо! породи pi3HOrO вжу. Спосiб одержання - ручне видоювання молозива першого до!ння (перед машинним до!нням), з кожно! чвертi молочно! залози окремо.
Шсля вiдбирання проби пiдлягали центрифугуванню (проба вiдстоювання), у разi наявност прозорого супернатанту та осаду тварин виключали з дослiдy у зв'язку з тдозрою на захворювання маститом.
Молозиво консервували заморожуванням при -18°С, бiлковий склад молозива визначали методом електрофорезу бшюв у полiакриламiдномy гелi (система з додецилсульфатом натрiю, градieнт 7-21%) на базi лабораторii' молекулярно! бiологii' НД1 бiологii' ХНУ iм. В.Н.Каразiна. Фарбування гелю проводили з використанням барвника Coomassie Blue G-250 [14].
Облiк резyльтатiв електрофорезу здшснювали скануванням гелю для отримання цифрового зображення та за допомогою пакету програмного забезпечення MCID Analysis 7.0 Software [15]. Окремi бiлковi фракци -iмyноглобyлiни (~140 кДа), 4 - сироватковий альбумш (67 кДа), 5 - казе'ни (~35-40 кДа), 6 - Р-лактоглобулш (~18 кДа), 7 - а-лактальбумш (~14 кДа) були iдентифiкованi (рис. 1) за допомогою маркерiв молекулярно! ваги та з використанням даних наукових джерел [16, 17].
Pixel Position
i мидии i шг
Рисунок 1. Денситограма та електрофореграма б1лк1в молозива.
Визначено наступи фракци бiлкiв: 1 - iмyноглобyлiни, 4 - сироватковий альбумш, 5 - казе!ни, 6 - Р-лактоглобулш, 7 - а-лактальбумш.
Статистичну обробку отриманих резyльтатiв проводили вираховуючи середне (M), стандартне вщхилення (SD), рiвень достовiрностi (Р), коефщент кореляцi! Пiрсона (r) та з використанням дисперсшного аналiзy [18].
Результати дослщження. Данi щодо вiдсотково! частки проте!нових фракцiй вiд загального бшка у молозивi першого надою представлеш у таблицi 1 та на гiстограмi (рис. 2).
Таблиця 1.
Частка фракци 1муноглобул1н1в в1д загального бшка молозива з окремих чвертей та середне значення у окремих тварин (n=20), %.
157
№ тварини Чверт1 Середне Стандартне вщхилення
1 2 3 4
1 36,9 41,2 50,4 45,5 43,5 ±5,8
2 41,2 33,8 37,6 42,5 38,8 ±3,9
3 33,0 37,1 32,6 40,2 35,7 ±3,6
4 32,5 37,5 37,3 34,0 35,3 ±2,5
5 39,2 35,4 38,1 33,9 36,7 ±2,4
6 29,7 31,0 30,1 31,3 30,5 ±0,7
7 41,1 37,6 43,1 42,6 41,1 ±2,5
8 28,7 27,8 27,7 33,0 29,3 ±2,5
9 36,4 38,6 41,2 44,8 40,2 ±3,6
10 41,5 37,2 43,1 38,2 40,0 ±2,8
11 39,0 35,9 39,2 48,3 40,6 ±5,3
12 48,2 55,9 45,1 45,2 48,6 ±5,0
13 44,7 38,9 30,3 29,3 35,8 ±7,3
14 47,8 39,3 44,4 39,0 42,6 ±4,2
15 42,1 37,5 35,0 35,7 37,6 ±3,2
16 33,4 42,1 42,0 32,7 37,5 ±5,2
17 33,8 39,2 33,6 45,7 38,1 ±5,7
18 37,0 34,4 33,0 40,2 36,2 ±3,1
19 30,1 38,1 39,6 38,3 36,5 ±4,4
20 47,8 49,9 46,6 49,9 48,5 ±1,7
Частка вщ за га л ьн ого 61лка, %
60
40
зо
20
ю
■ Рнд1 □ Рнд2 ИРядЗ
■ Ряда
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ДЗ 14 15 16 17 1Я 19 20
Порядкавий № тварини у достд!
Рисунок 2. Частка ^муноглобулш^в вщ загального бклка у молозива з р^зних чвертей молочно\* залози кор1в, п=20.
Окрем1 ряди г1стограм (1, 2, 3, 4) вщображають частку протеТновоТ фракци у молозив1 з р1зних чвертей молочноТ залози (вщповщно - л1ва передня, права передня, права задня та л1ва задня) .
В1зуальний анал1з гютограми показуе 1стотн1 р1зниц1 м1ж окремими чвертями за часткою 1муноглобулш1в у загальному бшку молозива (в1д 27,7 до 55,85%). У той же час, середш значення вмюту 1муноглобулшовоТ фракцИ' для окремих чвертей групи кор1в складають 38,2±6,1% (л1ва передня), 38,4±6,0% (права передня), 38,5±6,1% (права задня) та 39,5±6,0% (л1ва задня). Таким
158
чином, при Р<0,05 виявлеш розб1жност1 м1ж чвертями молочноТ залози е випадковими.
М1ж окремими тваринами коливання середнього вмюту 1муноглобулшовот фракци у загальному б1лку молозива теж виглядають вагомими - вщ 29,3 до 48,6%, тод1 як середнш вм1ст 1муноглобул1н1в у загальному бшку молозива досл1дних кор1в складае 38,7±4,86%.
Середня частка сироваткового альбумшу в1д загального б1лку молозива для вс1ет дослщнот групи складае 3,0±1,0%, казетну - 25,4±4,5%, Р-лактоглобулш1в - 11,3±2,1%, а-лактальбум1ну - 3,5±0,8%. В1дсоткова частка протетнових фракц1й зазнае коливань як м1ж чвертями молочнот залози, так 1 м1ж окремими тваринами. Зокрема декотр1 з представлених даних виходять за меж1 штервалу дов1ри для Р<0,05. Ймов1рно, на це впливае низка фактор1в, анал1з яких в межах данот роботи не був першочерговим завданням.
Сумарна в1дсоткова частка транспортованих з кровотоку матер1 у просв1т альвеоли бшюв - 1муноглобул1н1в 1 сироваткового альбумшу - в середньому для групи кор1в (76 чвертей вимеш) склала 42,0±5,8% (транспортна активн1сть), а сумарна вщсоткова частка синтезованих молочною залозою бшюв - казетну, Р-лактоглобулш1в та а-лактальбумшу - 40,1±7,29% (синтетична активнють). Ц1 к1льк1сн1 характеристики тип1в функщональнот
Рисунок 3. Взаемозв'язок тишв функцюнальноУ активности вимен1.
З метою висновку про характер взаемозв'язку м1ж цими двома типами функщональнот активност1 молочнот залози нами вирахувано коеф1щент кореляци П1рсона для виб1рок, що мютили дан1 для вс1х 76 часток молочнот залози (19 кор1в).
Коеф1щент кореляци П1рсона склав г= -0,54, критерш достов1рност1 1= 5,51. Осюльки при числ1 ступен1в свободи у=76-2=74, критичне значення 1 дор1внюе 0,385 (р1вень достов1рност1 Р<0,001), тобто менше, н1ж отримане нами, кореляц1йний зв'язок е достов1рним. Таким чином, м1ж синтетичним та транспортним типом активност1 1снуе зворотний кореляц1йний зв'язок.
Виходячи з потреби у комплексному показников1, який би характеризував функщональну активнють молочнот залози в щлому, нами
159
запропоновано шдекс функщонально! активност молочно! залози як вщношення сумарно! вщсотково! частки у загальному бiлку молозива першого до!ння мкцево синтезованих у молочнiй тканинi бшкових компонентiв до сумарно! вiдсотково! частки бшюв, транспортованих iз загального кровотоку до просв^у молочних альвеол, виражене в умовних одиницях (табл. 2).
Таблиця 2.
1ндекс функщонально!* активное™ молочно!' залози на момент першого
доТ'ння, (п=19), ум. од.
№ 1ндекс функщональноТ активное^, (п=19), ум. од.
тварини Чверт1 молочноТ залози Середне для Стандартне
1 2 3 4 окремих тварин в1дхилення
1 1,21 1,00 0,61 0,73 0,89 ±0,27
2 3 1,06 1,44 1,32 1,20 1,20 1,53 0,92 1,09 1,12 1,31 ±0,17 ±0,21
4 5 6 7 8 9 10 1,47 1,09 0,90 0,97 1,02 0,67 0,90 1,17 1,22 1,24 0,98 0,79 0,94 1,20 1,14 1,04 0,89 1,30 0,87 0,55 1,10 1,40 1,33 0,78 1,04 0,81 0,81 0,63 1,30 1,17 0,95 1,07 0,87 0,74 0,96 ±0,16 ±0,13 ±0,20 ±0,16 ±0,10 ±0,17 ±0,25
11 12 13 14 15 16 17 18 19 0,43 0,69 0,72 0,84 0,97 0,98 1,12 1,58 0,76 0,49 0,86 0,89 1,11 0,63 0,80 1,24 1,12 0,71 0,76 1,53 0,60 1,24 0,78 1,11 1,50 1,14 0,82 0,55 1,03 0,81 1,09 1,09 0,67 0,96 1,02 0,58 0,56 1,03 0,75 1,07 0,87 0,89 1,20 1,21 0,72 ±0,14 ±0,36 ±0,13 ±0,17 ±0,20 ±0,19 ±0,23 ±0,25 ±0,10
Середне ± SD для чвертей 0,99 ±0,29 1,00 ±0,24 1,04 ±0,31 0,91 ±0,24 0,98±0,27
Наведет даш вiдображають рiзну активнiсть окремих чвертей молочно! залози навт у одше! i тie! ж корови, не кажучи вже про рiзницi мiж окремими коровами, що переконливо засвщчуе рисунок 4. Для лшшого вiзуального сприйняття великих розбiжностей шдексу функцiонально! активностi для рiзних чвертей молочно! залози даш таблиц 2 подаш у виглядi гiстограми.
160
1ндекс, ум, од.
1,80 1.60 1-40 1-20 1,00 0,30 0,60 0,40 0,20 0.00
■ Ряд1 □ Ряд2
■ РндЗ
■ Ряд4
123456789 10111213141516171819 Порядковий номер дослщноУ тварини
Рисунок 4. Значення индексу функционально!' активности окремих чвертей молочно'1 залози.
Середне значення 1ндексу для групи кор1в складае 0,98±0,27 умовних одиниць, при чому коливання спостер1гаються у межах вщ 0,43 до 1,58 умовних одиниць.
Для визначення, чи розб1жност1 м1ж окремими чвертями молочноТ залози (зокрема, передн1ми 1 задшми, л1вими 1 правими) у вс1еТ досл1дноТ групи, взятоТ разом, мають випадковий характер, застосовуемо дисперсшний анал1з. У таблиц1 3 представлен! середш значення шдексу функц1ональноТ активност1 молочноТ залози для окремих чвертей молочноТ залози дослщноТ групи тварин, стандартш вщхилення та розраховаш значення дисперсш.
Таблиця 3.
Показники дисперсшного анализу.
Чверт1 молочно'! залози 1 2 3 4
Середне 0,99 1,00 1,04 0,91
Стандартне вщхилення ±0,29 ±0,24 ±0,31 ±0,24
Дисперс1я 0,09 0,06 0,10 0,06
Внутр1шньогрупова дисперс1я складае 0,07, середне виб1ркових середшх складае 0,98, стандартне в1дхилення складае 0,05, м1жгрупова дисперс1я - 19 х 0,052=0,0475.
Значення F у досл1дн1й груп1:
F = м1жгрупова дисперс1я/ внутр1шньогрупова дисперс1я = 0,0475/0,07=0,68.
161
При ступенях свободи v вну = 4х (19-1) = 72, v шжгруп= 4-1=3, критичне значення F становить 2,74 для р1вня достов1рност1 Р<0,05. Таким чином, в1рогщшсть того, що розб1жност1 м1ж трупами е випадковими, складае бшьше 5%.
Висновки.
1. Середне значення шдексу функщонально! активност молочно! залози кор1в при переход! вщ колострогенезу до лактогенезу на час першого до!ння складае 0,98±0,27 умовних одиниць.
2. Встановлено достов1рний зворотнш кореляцшний зв'язок м1ж синтетичним та транспортним типом функщонально! активност молочно! залози при переход! вщ колострогенезу до лактогенезу (г= -0,54, P<0,001).
3. Запропонований !ндекс функщонально! активност! може бути використаний у подальших дослщженнях ф!з!олог1! молочно! залози кор1в.
4. Спостережено значш розб1жност1 у стввщношенш проте!нових фракцш молозива першого до!ння та у значеннях шдексу функщонально! активност! як м!ж чвертями молочно! залози у окремих кор!в, так i у р!зних кор!в. Цi розбiжностi мають випадковий характер.
Л1тература
1. Barrington G.M. Regulation of colostrogenesis in cattle / G.M. Barrington [та iн.] // Livestock Production Science. - 2001. - Вип. 70. - С. 95-104.
2. Weaver D.M. Passive transfer of colostral immunoglobulins in calves / D M. Weaver [та ш.] // J. Vet. Intern. Med. - 2000. - Вип. 14. - С. 569-577
3. Wheeler T.T. Immune components of colostrum and milk - a historical perspective / T.T. Wheeler [та ш.] // J. Mammary Gland Biol. Neoplasia. - 2007. -Вип. 12. - С. 237-247.
4. Чумаченко В.Ю. Хвороби iмунно! системи у тварин. 1муштет. Мехашзми та фактори, що зумовлюють його стан. / В.Ю. Чумаченко, В.В. Чумаченко // Ветеринарна медицина Укра!ни. - 2008. - № 9. - С. 16-19.
5. McGuirk S. M. Managing the production, storage, and delivery of colostrum / S. M. McGuirk, M. Collins // Vet. Clin. Food Anim. - 2004. - Вип. 20. -С. 593-603.
6. Gulliksen S. M. Risk factors associated with colostrum quality in Norwegian dairy cows / S. M. Gulliksen [та ш.] // J. Dairy Sci. - 2008. - Вип. 91. -С. 704-712.
7. Stefaniak T. Propozycja programu ochrony zdrowia ciel^t ras mlecznych. / T. Stefaniak [та ш.] // Noworodek a Srodowisko. Programy ocrohy zdrowia ciel^t i krow: темат. наук. збiрник. - Wroclaw, 2009. - Вип. 5. - С. 132-145.
8. Зароза В.Г. Эшерихиоз. / В.Г. Зароза. - М.: Агропромиздат, 1991. - 238
с.
9. Winger K. Immunoglobulin G1 transfer into induced mammary secretions: The effect of dexamethasone / K. Winger, C.C. Gay, T.E. Besser // J. Dairy Sci. -1995. - Вип. 78. - С. 1306-1309.
10. Barrington G.M. Regulation of immunoglobulin G1 receptor: effect of prolactin on in vivo expression of the bovine mammary immunoglobulin G1 receptor / G.M. Barrington [та ш.] // J. Endocrinology. - 1999. - Вип. 163. - С. 25-31.
162
11. Smith K.L. Selective transport of IgG1 into the mammary gland: role of estrogen and progesterone / K.L. Smith [та iH.] // J. Dairy Sci. - 1971. - Вип. 54. -№12. - С. 1886-1894.
12. Boutinaud M. The number and activity of mammary epithelial cells, determining factors for milk production / M. Boutinaud, J. Guinard-Flament, H. Jammes // Reprod. Nutr. Dev. - 2004. - Вип. 44. - С. 499-508.
13. Pyorala S. Indicators of inflammation in the diagnosis of mastitis Pyorala S. //Vet. Res. - 2003. - Вип. 34. С. 565-578.
14. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. Электрофорез и ультрацентрифугирование: практическое пособие. / Л.А. Остерман. - М.: Наука, 1981. - 288 с.
15. Quantitative Gel & Blot Analysis [Електронний ресурс] MCID Analysis 7.0 Software. - Режим доступу : www/ URL: http://www.mcid.co.uk/ - 04.08.2009 р. - Загол. з екрану.
16. Gapper L.W. Analysis of bovine immunoglobulin G in milk, colostrum, and dietary supplements: a review // Anal. Bioanal. Chem. -2007. - v.389. - p. 93109.
17. Zou S. Protective factors in mammary gland secretions during the periparturient period in the mare // J. Equine Vet. Sci. - 1998. - v.18. - №3. - p. 184188.
18. Гланц С. Медико-биологическая статистика ; [пер. с англ. Данилова Ю.А.] - М., Практика, 1998. - 459 с.
Summary
It has been characterized bovine mammary functional activity at the beginning of lactation period (first milking period) in the article. It has been established an invert correlation between synthesis and transport function of mammary gland at the transition from colostrogenesis to lactogenesis. It has been selected a quantitative characteristic of the mammary functional activity as a proportion of locally synthesized proteins in mammary tissue to transported proteins from circulatory blood (functional activity index). It has been established mammary local factors influence on first milking colostrum protein fractions proportion.
Key words: functional activity, mammary gland, colostrum, colostrogenesis, lactogenesis.
Стаття надшшла до редакцИ 10.03.2010
163
