Новосибирск, Новосибирская область, Россия
Новосибирск, Новосибирская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Цель исследования – оценить характер сезонного варьирования уровня кортизола у овец романовской породы в условиях Западной Сибири. Концентрация кортизола была изучена в зимний и летний период у чистопородных несуягных овцематок романовской породы в возрасте 18 месяцев, выращиваемых на территории Западной Сибири. Образцы сыворотки крови получены у 26 овец в зимний период и 34 овец в летний период. Уровень кортизола в сыворотке крови определяли твердофазным ИФА (набор реагентов «Стероид ИФА – кортизол», «Алкор Био», полуавтоматический анализатор ИФА Thermo Scientific Multiskan FC). Применены общепринятые методы описательной статистики: 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. Установлены средние значения кортизола в сыворотке крови в зимний и летний периоды у овцематок, которые находились в пределах физиологической нормы. Уровень кортизола в летний период достоверно превышает содержание кортизола у овцематок в зимний период на 117,2 нмоль/л (p < 0,05). Для овец романовской породы, обитающих в условиях Западной Сибири, были установлены референсные интервалы концентрации кортизола в сыворотке крови: в зимний период от 10,5 до 122,3 нмоль/л, а в летний период – от 78,5 до 286,7 нмоль/л.
кортизол, гормоны, сезон года, сыворотка крови, овцы, романовская порода
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.
1. Морозов И.Н., Себежко О.И., Тарасенко Е.И., и др. Фенотипическая изменчивость активности ферментов полновозрастных овцематок романовской породы в условиях Кузбасса // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36, № 6. С. 61–65. DOI:https://doi.org/10.53859/02352451_2022_36_6_61. EDN: https://elibrary.ru/BCMXUI. (In Russ.).
2. Морозов И.Н., Себежко О.И., Тарасенко Е.И., и др. Липидный статус овцематок романовской породы на юге Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36, № 7. С. 71–76. DOI:https://doi.org/10.53859/02352451_2022_36_7_71. EDN: https://elibrary.ru/TJSOSC.
3. Сторожук С.И., Петухов В.Л., Андреева В.А., и др. Генетическая оценка производителей кулундинской тонкорунной породы овец по качеству потомства // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2021. № 2 (59). С. 156–166. DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2021-59-2-156-166.
4. Тарасенко Е.И., Коновалова Т.В., Короткевич О.С., и др. Содержание и изменчивость тестостерона у взрослых и молодых баранов романовской породы // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2022. № 4 (65). С. 213-224. DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2022-65-4-213-224.
5. Афанасьева А.И. Функциональная активность эндокринных желез при адаптации к сезонным факторам у коз горноалтайской пуховой породы // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2005. Т. 17. №.1. С. 95–99. EDN: https://elibrary.ru/PDTDHH.
6. Тарасенко Е.И., Климанова Е.А. Межпородные различия по уровню эстрадиола в сыворотке крови овец // Проблемы биологии, зоотехнии и биотехнологии: сб. тр. науч.-практ. конф. науч. общ-ва студентов и аспирантов биол.-технолог. фак. Новосибирск. 2022. С. 164–166. EDN: https://elibrary.ru/ABOLRT.
7. Зайко О.А., Тарасенко Е.И. Содержание марганца в некоторых органах и тканях свиней породы ландрас // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). 2022. № 3 (64). С. 102–110. DOI:https://doi.org/10.31677/2072-6724-2022-64-3-102-110.
8. Белова Н.В. Изменения уровня кортизола у кроликов и овец на фоне применения адаптогена аскорбата лития // Современные аспекты производства и переработки сельскохозяйственной продукции: сб. мат-лов I Междунар. науч.-практич. конф. Барнаул: Алтайский государственный аграрный университет. 2023. С. 6–9. EDN: https://elibrary.ru/JCALVQ.
9. Остренко К.С. Основы взаимосвязи нейрогуморальной регуляции и микробиома жкт у овец // Сб. науч. тр. СКНИИЖ. 2021. Т. 10. № 1. С. 185–189. DOI:https://doi.org/10.48612/49x2-rm76-da6v. EDN: https://elibrary.ru/BZIREH.
10. Новгородова И.П. Методы определения концентрации кортизола у животных // Аграрная наука. 2024. №. 4. С. 35–43. DOI:https://doi.org/10.32634/0869-8155-2024-381-4-35-43.
