V. ОБЗОРЫ
УДК: 637.14:613.58(575.2) (04)
СОДЕРЖАНИЕ ЛИЗОЦИМА В МОЛОЧНЫХ СЕКРЕТАХ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
Абрамова И. А.
Институт горной физиологии и медицины НАН КР, г.Бишкек
Аннотация: В статье даны краткие общие сведения о лизоцимах. Приводятся литературные данные по содержанию лизоцима в молочных секретах у крупного рогатого скота. Изложены результаты определения содержания лизоцима в молочных секретах у нетелей второй половины стельности, в молозиве первотелок и коров алатауской породы.
Ключевые слова: молочные секреты, лизоцим, крупный рогатый скот, алатауская порода, нетели, первотелки, коровы.
ИРИ МҮЙҮЗДҮҮ МАЛДЫН УУЗ СҮТҮНДӨГҮ ЛИЗОЦИМДИН КАРМАЛЫШЫ
Абрамова И. А.
Кыргыз Республикасынын Улуттук илимдер академиясынын Тоо физиологиясы жана медицина институту, Бишкек шаары
Аннотация: Макалада лизоцимдер жөнүндө кыскача жалпы маалымат берилген. Бодо малдын ууз сүтүндөгү лизоцимдин кармалышы боюнча адабият маалыматтары келтирилген. Экинчи жолу тууй турган кунаажындардын, биринчи тууган кунаажындардын жана Алатау тукумундагы уйлардын ууз сүтүндөгү лизоцимдин камтылышын аныктоонун натыйжалары келтирилген.
Негизги сөздөр: ууз сүтү, лизоцимдер, бодо мал, Алатау тукумундагы кунаажындар, торпоктор, уйлар
LYSOCYME CONTENT IN CATTLE MILK SECRETS
Abramova I. A.
Institute of Mountain Physiology and Medicine of the National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Bishkek
Abstract: The article gives brief general information about lysozymes. Literature data on the content of lysozyme in milk secrets in cattle are given. The results of determining the content of lysozyme in the milk secrets of heifers of the second half of pregnancy, in the colostrum of first-calf heifers, and cows of the Alatau breed are presented.
Key words: milk secrets, lysozyme, Alatau breed, heifers, first-calf heifers, cows.
Введение
Сопротивляемость организма инфекциям, его защита от микроорганизмов зависят не только от способности развивать высокоспециализированную форму реакции, но и от наличия в нем большого числа неспецифических факторов защиты. Особое место среди них занимает лизоцим. Это белок - фермент класса гидролаз (КФ 3.2.1.17) с мурамидазной активностью, избирательно расщепляющий полисахариды клеточной оболочки бактерий, широко распространенный в природе.
Селиванская И. А. [1] упоминает о более 50-ти выделенных и изученных лизоцимах из разных источников, которые имеют широкий спектр действия и обладают важными общебиологическими функциями [2]. Присутствие и уровень в тканях и жидкостях организма определяет его роль в системе защитных приспособлений последнего. Несколько подробнее мы остановимся на освещении результатов исследований по содержанию лизоцима в молочных секретах крупного рогатого скота, поскольку это входит в сферу наших научных интересов.
К настоящему времени хорошо изучены физико-химические, иммунохимические свойства и аминокислотный состав этого антибактериального фактора молока коров. Изучению процессов образования и состава молочных секретов посвящены исследования [3], [4] и других авторов. Во многих из них отмечается, что иммунологическая ценность молозива и молока определяется, в том числе, содержанием и уровнем в них лизоцима. Это, по мнению [5], можно использовать как тест на биологическую полноценность молозива и молока. Отсутствие лизоцима или же резкое падение его содержания может служить доказательством заболевания (мастит, эндометрит у коров [6].
Однако, сведения о присутствии лизоцима и его уровне в молочных секретах у крупного рогатого скота весьма разнятся. Так [7] приводят данные о содержании лизоцима в первом молозиве в концентрации от 0,15 до 0,65 мкг/мл, тогда как [8] отмечала такие значения содержания лизоцима на 35-105 дни лактации. Ею определялось высокое содержание лизоцима (до 1,2 мкг/мл) к 280 дню, которое сохранялось на этом уровне до конца лактации. Наивысшее же содержание отмечалось в молозиве и молоке на 30 неделе наблюдения. К тому же, при анализе литературы, мы отметили достаточно широкое варьирование уровня лизоцима в молоке коров разных пород.
Вышеизложенное явилось основанием для наших исследований, проведенных на животных местной алатауской породы КРС. Кроме этого представляют определенные теоретический и практический интересы сведения о содержании лизоцима в молочных секретах в процессе подготовки нетелей к отелу и в молозиве первотелок.
Материалы и методы исследования
Исследования проводили в колхозе «Красная заря» и в опытном хозяйстве Киргизского научно-производственного объединения по животноводству (КНПОЖ). Содержание животных и рацион питания были организованы в соответствии с ветеринарно-санитарными правилами и нормами.
Молочный секрет от коров получали машинным способом, нетелей второй половины стельности и первотелок доили вручную. Отбор, доставку и изучение образцов молочных секретов проводили в соответствии с общепринятыми требованиями. Лизоцим определяли турбидиметрическим методом в модификации [9] с использованием сухого порошка Micrococcus Lysodeikticus.
Цифровой материал исследований обрабатывался биометрическими методами с использованием компьютерных программ «Microsoft Excel 2016», «SPSS16». В тексте измеряемые величины представлены в виде среднего арифметического значения (М) ± стандартная ошибка средней величины (m).
Результаты исследования и их обсуждение
Содержание лизоцима в молочных секретах нетелей в различные периоды второй половины стельности отображено на рис.1.
Рисунок 1. Характер изменения содержания лизоцима в молочных секретах нетелей до отела
Незначительное содержание лизоцима в молочных секретах было обнаружено у 7-ми из 11-ти обследованных нетелей уже в середине стельности. В двух последующих исследованиях (стельность нетелей 5,6-6,2 мес. и 6,2-7,2 мес.) содержание лизоцима в пробах было практически одинаковым, увеличившись в среднем в 3,9 раза относительно содержания в пробах середины стельности. Спустя 3 месяца от начала наблюдения содержание лизоцима было максимальным (32,54±4,34мкг/мл) за весь период исследования до отела, увеличившись в 4,75 раза. Начиная с этого срока (7,2-7,9 мес. стельности нетелей) содержание лизоцима в пробах колебалось, и, по сравнению с max значением, снижалось, однако оставалось выше, чем в секретах в начале исследования. За считанные дни до отела (5-1 день), содержание лизоцима в молочных секретах было в 1,6 раза больше, чем в секретах нетелей середины стельности, но почти в 3 раза меньше относительно max значения.
Поскольку известно, что молозиво первотелок значительно отличается от молозива коров по содержанию некоторых компонентов, мы, для сравнения, исследовали их молозиво на содержание лизоцима. Результаты исследования представлены в табл.1.
Таблица 1
Динамика изменения содержания лизоцима в молозиве первотелок и коров разных хозяйств, мкг/мл
|
Первотелки колхоза «Красная Заря» |
||
|
Время взятия проб |
M ± m |
n |
|
До кормления телят |
52,10±6,20 |
8 |
|
Через 1 сутки |
10,53±3,18 |
7 |
|
2 |
2,65±1,36 |
8 |
|
3 |
2,20±1,32 |
8 |
|
4 |
2,44±0,91 |
8 |
|
5 |
1,04±0,71 |
8 |
|
Коровы колхоза «Красная Заря» |
||
|
До кормления телят |
37,00 ±3,40 |
15 |
|
Через 6 часов |
21,80 ± 3,90 |
7 |
|
12 |
9,20 ± 2,60 |
3 |
|
18 |
7,40 ± 0,99 |
7 |
|
24 |
6,50 ± 0,50 |
4 |
|
Коровы хозяйства КНПОЖ |
||
|
До кормления телят |
39,94 ± 7,96 |
10 |
|
Через 5 часов |
22,40 ± 5,15 |
10 |
|
10 |
9,30 ± 1,17 |
10 |
|
20 |
6,48 ± 1,15 |
10 |
|
Через 1 сутки |
8,47 ± 1,36 |
10 |
|
5 |
6,53 ± 0,60 |
10 |
Нами было отмечено, что после отела пробы молозива первотелок различаются между собой по консистенции и цвету, что связано, по-видимому, с изменениями в содержании их компонентов. Молозиво содержит антитела, гормоны, факторы роста, белки острой фазы, простагландины, провитамины, витамины, соматические клетки (преимущественно лейкоциты), большой набор биологически активных веществ, в том числе, и лизоцим. Мы рассчитали долю лизоцима в общей белковой фракции проб молозива на протяжении 5-ти дней после отела. Результаты определения представлены в табл.2.
Таблица 2
Доля лизоцима (% от общего белка) в молозиве первотелок
|
Взятие проб после отела |
До кормления телёнка |
1-день |
2-день |
3-день |
4-день |
5-день |
|
Доля лизоцима в пробе (%) |
0,029 |
0,013 |
0,007 |
0,006 |
0,006 |
0,003 |
После отела в течение 5-ти дней доля лизоцима в общей белковой фракции молозива у первотелок уменьшалась. Наибольшей она была в молозиве до кормления теленка и составляла 0,029%. В пробах первого дня уменьшилась в 2,2 раза, в последующие 3 дня стала еще меньше (в среднем в 4,5 раза). К 5му дню доля лизоцима в общей белковой фракции молозива, по сравнению с пробами до кормления теленка, уменьшилась в 9,6 раза и была самой низкой на протяжении 5-ти дней после отела.
Отметив в литературных источниках весьма широкое варьирование уровня лизоцима в молочных секретах коров, мы предположили, что одной из причин является использование авторами различных методов определения и отсутствие достаточно универсального при определении этого компонента молочных секретов. В основе подавляющего большинства методов определения лизоцима лежит его свойство быстро лизировать мукополисахариды клеточных стенок некоторых грамположительных микробов, в том числе Micrococcus Lysodeikticus, который используется во многих методиках. Потребность точного, легко воспроизводимого метода для оценки течения заболеваний, эффективности лечения и научно- исследовательских целей обсуждается давно. Мы в исследовании использовали турбидиметрический метод в модификации достаточно точный в области малых концентраций лизоцима [9].
Кроме различий в методах определения, существуют и другие причины, отражающиеся на результатах исследований. Так, [6] была изучена активность лизоцима в зависимости от периода лактации, погодных условий, физиологического состояния молочной железы (инфекций вымени) и обработки молока. На зависимость содержания лизоцима в молочных секретах от возраста, породы и стадии лактации коров указывают исследования [10]. Влияние на белковый состав молока и лизоцим, в том числе, различных добавок в рацион коров продемонстрировано [11]. Напрямую влияет на содержание лизоцима уровень продуктивности молочных коров [12]. В обзоре [13] отражены результаты исследований других авторов, изучавших состав и факторы, влияющие на качество коровьего молозива. Отмечено, в частности, что активность лизоцима увеличивается в присутствии иммуноглобулинов, а увеличение уровня связано с уменьшением концентрации IgG b IgM.
Ранее [8] сообщалось о достоверной положительной зависимости лизоцимной активности от количества соматических клеток, которая, однако, опровергалась в работе [14]. Прямая коррелятивая связь между количеством низкомолекулярных белков и числом клеток, преимущественно нейтрофильных гранулоцитов молока при изменении физиологического состояния молочной железы коров в процессе развития мастита была обнаружена [15]. Результаты наших предыдущих исследований [16] свидетельствуют о различной динамике изменения содержания лизоцима в молозиве и в его клетках. Мы предположили, что это может быть отражением изменений как в активности вторичных гранул нейтрофилов, так и сдвигов в механизме выведения молекул лизоцима из клеток, а также непосредственного участия самих секреторных клеток молочной железы в синтезе этого компонента молозива. Считаем, что секреторная активность лейкоцитарных клеток и их содержание в молочных секретах в период стельности и после отела играют важную роль в формировании одного из компонентов колострального иммунитета – лизоцима. По мнению [17] секреторные клетки молочной железы непосредственно участвуют в синтезе лизоцима молочных секретов. Способны продуцировать лизоцим и лимфоидные клетки молочной железы. Многочисленные исследования указывают на зависимость содержания и активности лизоцима в молочных секретах от многих факторов. Этим, по-видимому, и объясняется широкое варьирование показателей при определении лизоцима разными авторами.
Наше исследование выявило, что, начиная с 4,7-5,2 мес. стельности, содержание лизоцима в молочных секретах увеличивается до 7,2-7,9 мес. стельности животных, а затем, на протяжении месяца до отела, снижается. По данным [18] до этого срока постепенно возрастала и доля лизоцима в общей белковой фракции молочных секретов. По сравнению с началом исследования она увеличивалась в 4 раза, затем несколько уменьшалась, но оставалась больше, чем в секретах середины стельности. Однако доля лизоцима в общей белковой фракции молочных секретов, по сравнению с содержанием иммуноглобулинов и лактоферрина, была меньше.
С приближением отела (5-1 день до него) доля лизоцима в общей белковой фракции молочных секретов была незначительно больше, нежели в пробах в начале исследования. В этот период лизоцима содержалось в 4.6 раза меньше, чем в пробах первотелок до кормления теленка. Меньшим (в 9,6 раза), по сравнению с молозивом до кормления теленка, было и долевое содержание лизоцима в общей белковой фракции молочных секретов в этот период.
Различный характер изменений содержания лизоцима в молочных секретах до и после отела в наших исследованиях несомненно обусловлен как способностью секреторных клеток к синтезу этого компонента, так и возможным избирательным поглощением молочной железой лизоцима против градиента концентрации из сыворотки крови в поздний период стельности, что мы предположили по результатам своих ранее проведенных исследований [19], а также процессов, описанных выше.
Полученные нами результаты содержания молочного лизоцима несомненно обусловлены сроками взятия секрета (различные периоды второй половины стельности, период после отела), возрастом животных (нетели, первотелки, коровы), условиями содержания и характерны для животных алатауской породы.
Литература:
1. Селиванская И.А. Лизоцим – перспективный компонент продуктов функционального питания // Зерновi продукти i комбикорми, 2013. - №2(50). - С. 11-13.
2. Китаев М.И. и соавт, Основы иммунологии: учебное пособие для студентов медицинских вузов / Под редакцией Китаева // Б.: Издательство Алтын-Тамга, 2015. – 158 с.
3. Чекиров Т.Ч., Альджамбаева Э.Д., Иманов Э.Д., Мадиева К.Т. биотехнология и цитофизиология лактации. Бишкек. - 2008. - 251 с.
4. Овчаренко Э.В., Иванова А.А. Биологические свойства и использование молозива в животноводстве и медицине 1. Физиолого-биохимические аспекты (обзор) //Проблемы биологии продуктивных животных. 2012. 1: 16-26
5. Шагихметова Р.К. Лизоцимная активность сыворотки крови и молока коров // Профилактика и методы борьбы с инфекционными и незаразными болезнями с.х. животных в Казахстане, Алма-Ата, 1984. – С. 131-136 (Р.Ж.ж-во,1985,1.58.94).
6. Priyadarshini S., Kansal V.K. Lysozyme Activity in Buffalo Milk: Effect of Lactation Period, Parity, Mastitis, Season in India, pH and Milk Processing Heat Treatment. Asian-Australas // J. Anim. Sci. 2002; 15 (6). 895-899
7. Paulik S., Slanina L., Polacek M. Lysozyme in the colostrum and blood of calves and dairy cows. Vet.Med. 1985, 30, №1.- Р. 21-28 (Рж. животноводство.1985,7,58307. Лизоцим в молозиве и сыворотке крови телят и лактирующих коров, Словакия).
8. Klassowska A. In Procedings of Ⅳ Intern. Symposium on mastitis control (edited by Wisniwski I.J.). 1981. Ⅱ. 411-437
9. Бухарин О.В., Васильев Н.В. Лизоцим и его роль в биологии и медицине. - Тр. Томского ун-та.Томск,1974
10. Krol J, Litwinczuk Z, Brodziak A, Barlowska J. Lactoferrin, lysozyme and immunoglobulin G content in milk of four breeds of cows managed under intensive production system // Pol. J. Vet. Sci. 2010; 13 (2): 357-61.
11. Puppel K., Kuczynska B., Nalecz-Tarwacka T., Sakowski T., Golebiewski M. et al. Effect of fish oil linseed supplementation on the protein composition of milk from cows with different β-lactoglobulin phenotypes J.Sci Food Agric. 2014 Apr; 94 (6): 1253-7. doi: 10.1002/ jsfa. 6424.Epub 2013 nov 6. PMID:24114737
12. Edyta Wasowska,Kamila Puppel Changes in the content of immunostimuiating components of colostrum obtained from dairy cows at different levels of production // J.Sci Food Agric. 2018 Oct; 98 (13): 5062-5068. doi: 10.1002/ jsfa. 9043.Epub 2018.PMID:29604073
13. Puppel K., Golebiwski M., Grodkowski G., Slosarz J., Kunowska-Slosarz M., Solarczyk P., Luhasiewicz M., Balcerak M and Przysucha T. Composition and Factors Affecting Quality of Bovine Colostrum: A Review. Animals, 2019. 9. 1070; doi: 10.3390/ ani 912107
14. Panfil-Kuncewicz H., Kisza H et al. In Procedings of Ⅳ Intern. Symposium on mastitis control. 1981. Ⅱ. 438-449
15. Пупкова Г.В., Павлюченко Т.А., Кокряков В.Н. Изменение фракционного состава кислоторастворимых белков молока в зависимости от физиологического состояния молочной железы коров// VII Всесоюзн. симпоз. по физиологии и биохимии лактации, Алма-Ата, 1986. -Ч.II. -С.54-55
16. Абрамова И.А., Чекиров Т.Ч. Особенности метаболизма в молозиве у первотелок алатаусской породы в условиях стойлового содержания Тез. докл. Международной конференции, посвященной памяти проф. А. Д. Слонима. «Адаптация организма к природным и экосоциальным условиям среды». Бишкек-1998. - Ч.1. -С.22-23
17. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. - Санкт-Петербург: ГИОРД,2003. -313 с.
18. Абрамова И.А. Соотношение иммунологически ценных белковых компонентов в молочных секретах нетелей алатауской породы // Научно-практический журнал Ветеринария. - №4 (20). – 2011. – С. 26-29.
19. Чекиров Т.Ч., Дранишникова Л.М., Заровняя З.И. и др. Роль материнского организма в формировании некоторых факторов гуморального иммунитета у телят // Обмен веществ у животных. Изд-во «Илим». - Фрунзе, 1984. -С.19-45