Введение. Современное понимание процессов обмена веществ у сельскохозяйственных животных различных продуктивных типов, возрастных групп и физиологических состояний невозможно без учета ключевой роли гормональной регуляции [1]. В современном овцеводстве широко внедряются интенсивные биотехнологии разведения, обеспечивающие высокую продуктивность животных. Вместе с тем такой интенсивный уровень протекания метаболических процессов может быть сопряжен с высокой степенью напряженности физиологических механизмов. Отклонения в этой системе могут привести к развитию метаболического стресса и снижению продуктивных качеств овец. В связи с этим возникает необходимость систематического контроля и мониторинга основных биомаркеров стресса, в том числе кортизола [2–4].
Природные условия Сибири характеризуются сезонной сменой внешних факторов, воздействующих на живые организмы. Интенсивность и характер влияния данных раздражителей, включая продолжительность светового дня и коррелирующую с ним концентрацию мелатонина, варьируют в течение года и требуют глубокого понимания специфических и неспецифических компонентов адаптационных процессов, особенно тех, что связаны с регуляторными механизмами. Комплексное исследование сезонных морфофизиологических трансформаций позволит глубже понять эволюционные адаптации животных и разработать эффективные меры по их охране [5].
Следует подчеркнуть, что в последнее время вопросы, связанные с улучшением здоровья животных, производством высококачественной животноводческой продукции и повышением эффективности использования кормов, приобретают особую актуальность, особенно в контексте внедрения интенсивных технологий и увеличения стрессовых воздействий, где кортизол играет ключевую роль. Понимание и учет колебаний кортизола в разное время года позволяет учитывать сезонные изменения при профилактике стрессовых состояний для обеспечения здоровья и продуктивности овец.
Цель исследования – оценить характер сезонного варьирования уровня кортизола у овец романовской породы в условиях Западной Сибири.
Объекты и методы. Концентрация кортизола была изучена в зимний и летний периоды у чистопородных несуягных овцематок романовской породы в возрасте 18 месяцев, выращиваемых на территории Западной Сибири. Все животные на момент сбора проб были клинически здоровы. Кровь отбирали у 26 овец зимой и у 34 овец летом, используя метод вакуэтизации из яремной вены утром перед кормлением. Рацион питания животных соответствовал стандартам для овец романовской породы. Овцы были распределены на две группы в соответствии с сезоном года (зима, лето), при этом условия кормления и содержания оставались идентичными.
Уровень кортизола в сыворотке крови определяли твердофазным ИФА Для (набор реагентов «Стероид ИФА-кортизол», Алкор Био, полуавтоматический анализатор ИФА Thermo Scientific Multiskan FC) в условиях лаборатории кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии Новосибирского ГАУ [6].
Для проверки соответствия распределения значений кортизола был применен критерий Андерсона-Дарлинга, для оценки однородности дисперсий использовался критерий Флигнера-Килина, для межгрупповых сравнений – критерий Стьюдента. Расчеты проводили в среде обработки данных и работы с графикой R-Studio [7].
Результаты и их обсуждение. Животные вынуждены постоянно адаптироваться к изменяющимся условиям содержания и различным ветеринарным воздействиям. Любой живой организм, независимо от среды обитания, в той или иной степени испытывает стресс. Комплексный мониторинг поведенческих реакций и гормонального фона позволит своевременно выявлять и нейтрализовать стрессовые влияния, обеспечивая благополучие сельскохозяйственных животных [8].
Кортизол – гормон, вырабатываемый корой надпочечников под влиянием адренокортикотропного гормона (АКТГ), играет ключевую роль в регулировании углеводного обмена в организме и участвует в развитии стрессовых реакций [9, 10].
На предварительном этапе исследования провели тестирование на нормальность распределения кортизола в образцах крови овцематок в зимний и летний периоды. Мы использовали критерий Андерсена – Дарлинга, поскольку n > 25. Результаты теста на нормальность распределения кортизола по сезонам года представлены в таблице 1.
Концентрации кортизола у полновозрастных овцематок в зимний и летний периоды характеризовались нормальным распределением (р > 0,05) (рис.).
Исследование, которое мы провели на романовских овцах, показало, что у них есть ярко выраженные сезонные различия в уровне гормонов (табл. 2).
Таблица 1
Статистика критерия Андерсона – Дарлинга (AD)
Statistics of the Anderson – Darling criterion (AD)
|
Показатель |
Значение критерия AD |
AD p-value |
|
Зима |
||
|
Кортизол |
0,53 |
0,15 |
|
Лето |
||
|
Кортизол |
0,49 |
0,2 |
Уровень кортизола у овцематок в зимний период соответствовал физиологической норме для небеременных овцематок (40–80,1 нмоль/л в утреннее время до 10.00). По результатам полученных данных у 46 % овцематок концентрация гормона кортизола находится в норме, а медианное значение кортизола находится в пределах физиологической нормы. Отклонение концентрации гормона кортизола в летний период от нормы выявлено у 2 % животных, в остальном все показатели соответствуют нормативным значениям (табл. 3).
Необходимым этапом, предшествующим сравнению средних величин концентраций гормона по сезонам, у овцематок является оценка однородности дисперсий (табл. 4).
Графики распределения кортизола по сезонам года у овец романовской породы (зима, лето)
Cortisol distribution graphs by season in Romanov breed sheep (winter, summer)
Таблица 2
Содержание кортизола по сезонам года романовской породы, нмоль/л
Cortisol content by seasons of the Romanov breed, nmol/l
|
Сезон года |
n |
X ̅ ± Sx |
Me |
Соотношение крайних вариант |
Референсные значения, нмоль/л |
|
Зима |
26 |
60,8±5,95 |
59 |
1:8,6 |
10,5–122,3 |
|
Лето |
34 |
178±8,63 |
181,9 |
1:32,2 |
78,5–286,7 |
Таблица 3
Изменчивость кортизола по сезонам года у овец романовской породы
Seasonal variability of cortisol in Romanov sheep
|
Сезон года |
Sd |
Cv,% |
Min |
Max |
Q1 |
Q3 |
IQR |
|
Зима |
30,3 |
49,8 |
16,1 |
138,5 |
35,6 |
76,3 |
40,8 |
|
Лето |
50,3 |
28,3 |
7,8 |
251,5 |
145,4 |
218,7 |
73,2 |
Таблица 4
Проверка однородности дисперсий у кортизола в зимний и летний период
(критерий Флигнера – Килина)
Checking the uniformity of cortisol variances in winter and summer (Fliegner – Kilin test)
|
Показатель |
Значение |
|
Критерий Флигнера – Килина |
21,48 |
|
p-value |
0,36 |
|
df |
59 |
Примечание: df – число степеней свободы, при p < 0,05 дисперсии неоднородны.
В результате проведенного тестирования отклонений от гомодекстричности не выявлено, это говорит нам, что показатели являются гомогенными (p > 0,05).
Проведенные нами исследования выявили, что у овец зимой наблюдается пониженный уровень кортизола в крови, что является адаптивной реакцией организма на низкие температуры окружающей среды. Данный механизм способствует предотвращению чрезмерной активации энергетического обмена, что позволяет животным эффективно расходовать ограниченные энергетические ресурсы в условиях холодного времени года. Снижение концентрации кортизола в крови овец является частью комплексной физиологической адаптации, обеспечивающей их выживание при низких температурах окружающей среды. Выявленные особенности гормонального статуса отражают высокую прис-пособляемость организма овец к неблагоприятным сезонным условиям, что является ключевым фактором их успешной жизнедеятельности в суровых климатических регионах [5].
Первоначальный этап сезонных перестроек в организме овец можно связать с изменением продолжительности светового дня во время зимы, что ведет к модификации гормонального фона животного и созданию условий для дальнейшего развития адаптационных способностей, а также воздействием суровых морозных условий, типичных для Сибири. Под влиянием афферентных сигналов от терморецепторов кожи активизируется синтез и высвобождение гормонов, таких как кортизол. Высокая концентрация кортизола в крови овец летом, вероятно, способствует усилению процессов обмена веществ, связанных с подготовкой животных к осени. При адаптации к низким температурам окружающей среды происходят изменения в субстратном обеспечении энергетического метаболизма организма. Комплексное исследование гормональных и метаболических сдвигов позволяет выявить тонкие механизмы сезонной адаптации сельскохозяйственных животных к климатическим условиям [5].
Уровень кортизола летом превышает нормативные физиологические значения и достоверно превышает содержание кортизола у овцематок зимой на 117,2 нмоль/л (p < 0,05). Уровень кортизола обратно взаимосвязан с концентрацией мелатонина. Поэтому летом, в условиях длинного светового дня, концентрация мелатонина у овцематок снижается и соответственно повышается уровень кортизола. В исследуемой группе овцематок установлено превышение кортизола, скорее всего, стрессового характера. При этом кортизол может подавлять в определенной степени мелатонин, тем самым происходит активация стероидогенеза и повышение концентрации тестостерона.
Разнообразные гормональные механизмы участвуют в формировании сезонных биоритмов овец, обеспечивая их эффективную адаптацию к цикличным изменениям и особенностям условий окружающей среды [5].
Заключение. Выявленные средние значения кортизола в сыворотке крови в зимний и летний периоды у овец романовской породы в условиях Западной Сибири соответствовали физиологическим нормам. Установленный уровень кортизола в сыворотке крови в летний период достоверно превышал содержание кортизола у овцематок в зимний период на 117,2 нмоль/л (p < 0,05). Были определены референсные интервалы кортизола в сыворотке крови для зимнего периода (10,5–122,3 нмоль/л) и летнего периода (78,5–286,7 нмоль/л) у овец романовской породы в условиях резко континентального климата Западной Сибири.
