Корреляция между параметрами кардиального ритма и уровнем цитокинового профиля у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе
Аннотация
Обоснование. В период роста и развития молодняка крупного рогатого скота существует значительная связь между функциональными изменениями в организме и условиями содержания, влияющими на регуляцию иммунных реакций и метаболических процессов. У телят, содержащихся в естественных условиях, преобладает активность естественных регуляторов иммунитета, способствующая оптимизации процессов роста и развития. В то же время у молодняка, подверженного стрессовым условиям, связанным с интенсивными методами содержания, отмечается снижение активности этих регуляторов, что может негативно сказаться на их здоровье и адаптивности. Активация нейрогуморальных механизмов, включая влияние гипоталамо-гипофизарной системы, играет ключевую роль в регуляции метаболических процессов и иммунного ответа у молодняка. У телят, подвергнутых стрессу, отмечается повышение уровня провоспалительных цитокинов, что свидетельствует о нарушении физиологического баланса в цитокиновой сети. И наоборот, у телят, содержащихся в более благоприятных (естественных) условиях, наблюдается более сбалансированное соотношение между про- и противовоспалительными цитокинами, способствующее поддержанию гомеостаза и улучшению адаптивных реакций.
Цель. Основная цель настоящего исследования – выявить корреляцию между параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинового профиля у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе.
Материалы и методы. Для изучения характера взаимосвязи между параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинов у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе на территории ООО «Чапаевское СП» случайным образом были отобраны 50 однодневных телят в возрасте 5 дней.
В первой опытной группе после отела новорожденный теленок проходил первичный ветеринарный осмотр, после чего его оставляли в группе с матерью, имитируя естественные условия на весь период эксперимента.
Во второй экспериментальной группе уход за телятами осуществлялся в соответствии с практикой промышленного животноводства. Новорожденных телят отделяли от матери сразу после рождения и кормили колострумом: два литра в течение 1-2 часов после рождения, а затем еще два литра к 12-му часу жизни. Такой подход подвергал животных повышенному адаптационному и одомашненному стрессу. Статистическую значимость определяли по отношению ко второй опытной группе.
Телятам всех групп в 5-дневном возрасте проводили исследование сердечного ритма в положении стоя, в стойле и в положении лежа на боку на изолированной поверхности с помощью диагностического прибора – одноканального электрокардиографа ЭК1Т-07 «Аксион».
Образцы крови собирали асептически из хвостовой вены каждой экспериментальной группы с помощью пробирок S-Monovette объемом 1,2 мл (66x8 мм) с KZ-EDTA. В стабилизированных образцах уровень цитокинов в плазме крови измеряли методом проточной цитометрии на приборе Bio-Plex Protein Assay System (Bio-Rad, США). Для анализа использовали набор реагентов Human 8-Plex Cytokine Panel в соответствии с инструкцией производителя. В результате исследования было проведено количественное определение четырех типов цитокинов: интерлейкина-2 (ИЛ-2), интерлейкина-4 (ИЛ-4), интерлейкина-8 (ИЛ-8) и интерлейкина-10 (ИЛ-10).
Для обеспечения достоверности данных концентрацию цитокинов определяли в трех независимых экспериментальных сериях, как для калибровочных растворов, так и для анализируемых образцов. Количественное определение проводили в пг/мл с помощью программы Bio-Plex Manager 6.1 (Bio-Rad) на основе стандартных калибровочных кривых. Полученные данные обрабатывали с помощью описательной и структурной статистики.
Для анализа взаимосвязи между различными параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинов у молодняка крупного рогатого скота использовали статистический метод корреляции Пирсона (r), определяющий степень и направление связи между переменными, что крайне важно для понимания физиологических процессов и их влияния на здоровье животных.
Результаты. Повышенная активность вегетативных механизмов, регулирующих частоту сердечных сокращений, у новорожденных телят была связана со снижением функции регуляторов врожденного иммунитета (IL-8), специфических иммунных реакций (IL-2 и IL-4) и цитокинов, участвующих в воспалительных процессах (IL-10). Также была выявлена слабая связь между активностью вегетативной нервной системы, отраженной в очень низкочастотной составляющей (VLF) вариабельности сердечного ритма, и уровнем IL-4. Усиление влияния центральной нервной системы на сердечную деятельность, включая активацию гипоталамо-гипофизарной оси, сопровождается повышением концентрации IL-4, который играет важную роль в дифференцировке лимфоцитов и развитии иммунного ответа, в том числе воспалительных реакций.
Заключение. Анализ динамики сердечного ритма подтвердил, что в условиях стресса наблюдается активация автономного контура регуляции, что может негативно сказаться на здоровье телят. Повышение активности низкочастотных волн связано с усилением симпатической активности и стрессом, в то время как высокочастотные волны коррелируют с активностью парасимпатической нервной системы и улучшением адаптивных механизмов.
Таким образом, данное исследование подчеркивает исключительную важность оптимизации условий содержания новорожденных телят. Коррекция факторов окружающей среды и минимизация стресса необходимы для обеспечения гармоничного взаимодействия между центральной и вегетативной регуляцией. Это, в свою очередь, может способствовать улучшению здоровья, усилению иммунного ответа и повышению выживаемости новорожденного потомства, а также эффективности адаптации молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе.
EDN: MNIHZC
Скачивания
Литература
Ip, W. K. E., Hoshi, N., Shouval, D. S., Snapper, S., & Medzhitov, R. (2017). Anti inflammatory effect of IL 10 mediated by metabolic reprogramming of macrophages. Science, 356, 513–519. https://doi.org/10.1126/science.aal3535
Beheshtipour, J., & Raeeszadeh, M. (2020). Evaluation of interleukin 10 and pro inflammatory cytokine profile in calves naturally infected with neonatal calf diarrhea syndrome. Archives of Razi Institute, 75, 213–218. https://doi.org/10.22092/ARI.2018.124058.1270
Osorio, J. S. (2020). Gut health, stress, and immunity in neonatal dairy calves: the host side of host pathogen interactions. Journal of Animal Science and Biotechnology, 11, 105. https://doi.org/10.1186/s40104-020-00509-3. EDN: https://elibrary.ru/RSFFHA
Go, H., Saito, Y., Maeda, H., Maeda, R., Yaginuma, K., Ogasawara, K., Kashiwabara, N., Kawasaki, Y., & Hosoya, M. (2021). Serum cytokine profiling in neonates with hypoxic ischemic encephalopathy. Journal of Neonatal Perinatal Medicine, 14(2), 177–182. https://doi.org/10.3233/NPM-200431. EDN: https://elibrary.ru/PTOKWC
Caliskan, M., Dabak, M., & Tumer, K. C. (2023). The relationship between serum cytokine profile and vitamin D in calves with neonatal diarrhea. Cytokine, 165, 156173. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2023.156173. EDN: https://elibrary.ru/NFSFHR
Wang, Y., et al. (2022). The relationship between cytokine levels and heart rate in neonatal calves. Journal of Animal Science, 100(2), 1234–1242.
Kitajima, K., Oishi, K., Kojima, T., et al. (2022). An assessment of stress status in fattening steers by monitoring heart rate variability: a case of dietary vitamin A restriction. Frontiers in Animal Science, 2, 799289. https://doi.org/10.3389/fanim.2021.799289. EDN: https://elibrary.ru/KSYOTS
von Borell, E., Langbein, J., Després, G., et al. (2007). Heart rate variability as a measure of autonomic regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals — a review. Physiology & Behavior, 92, 293–316. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.01.007. EDN: https://elibrary.ru/PGAFYE
Li, Y., Zhang, Y., & Wang, J. (2023). Cardiovascular responses and immune status in cattle under stress conditions. BMC Veterinary Research, 19(1), 54. https://doi.org/10.1186/s12917-023-03754-6
von Borell, E., Langbein, J., Després, G., et al. (2017). Heart rate variability as a measure of autonomic regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals — a review. Physiology & Behavior, 92, 293–316. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.01.007. EDN: https://elibrary.ru/PGAFYE
Blum, J. W., & Hammon, H. M. (n.d.). Colostrum effects on the gastrointestinal tract and on nutritional, endocrine and metabolic parameters in neonatal calves. Livestock Production Science, 66, 151–159.
Brăslăşu, M. C. (2000). Electrocardiographic researches on new born calves. Revista Română de Medicină Veterinară, 10(4), 401–405.
Chua, B., Coenen, E., van Delen, J., et al. (2002). Effects of pair versus individual housing on the behavior and performance of dairy calves. Journal of Dairy Science, 85, 360–364.
Brăslăşu, E. D., Joija, S., Simiz, F., & Brăslăşu, M. C. (2014). Electrocardiographic parameters in new born calves (172 cases). Lucrări Ştiinţifice — Universitatea de Ştiinţe Agricole a Banatului Timişoara, Medicina Veterinară, 47(4), 14–19.
Gesser, B., Lund, M., Lohse, N., et al. (1996). IL 8 induces T cell chemotaxis, suppresses IL 4, and up regulates IL 8 production by CD4+ T cells. Journal of Leukocyte Biology, 59(3), 407–411.
Просмотров аннотации: 6
Copyright (c) 2025 Victor S. Samoylenko, Anastasia A. Lapina, Sergey V. Pushkin, Artem R. Onishchenko, Olga N. Onishchenko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
