Опубликовать статью Вход и регистрация
Расширенный поиск
Разделы статьи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИММУНИЗАЦИЙ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУПП КРОВИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Научная статья
Гонтов М.Е.
Кольцов Д.Н.
Дмитриева В.И.
Андреева С.А.
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.027
Выпуск: № 9 (75), 2018
Опубликована:
2018/09/18
PDF

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.027

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИММУНИЗАЦИЙ  ПРИ ПОЛУЧЕНИИ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУПП КРОВИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Научная статья

Гонтов М.Е.1, *, Кольцов Д.Н.2, Дмитриева В.И.3, Андреева С.А.4

1, 2, 3, 4 Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, Смоленск, Россия

* Корреспондирующий автор (gontov[at]yandex.ru)

Аннотация

Приведены результаты исследований по изучению  иммунного ответа реципиентов, с учетом биохимического состава сыворотки крови, на введение эритроцитарных антигенов доноров. В 4-х опытах на бычках бурой швицкой породы в хозяйствах Смоленской области установлено, что из пяти  исследованных показателей сыворотки крови (общий белок, альбумины, альфа -, бета -, гамма – глобулины) уровень гамма - глобулина может быть использован для отбора животных в группу реципиентов для последующей иммунизации с целью получения реагентов.

Бычки (реципиенты), выработавшие антитела в ответ на введение антигенов групп крови других бычков (доноров), имели уровень гамма – глобулина в сыворотке крови выше, чем реципиенты,  пассивные в выработке антител, что позволяет оптимизировать схему подбора пар крупного рогатого скота для иммунизаций и повысить эффективность получения  реагентов для определения групп крови крупного рогатого скота.

Результаты исследований будут использованы для совершенствования технологии воспроизводства реагентов, выявляющих эритроцитарные антигены групп крови.

Ключевые слова: донор, реципиент, группы крови, иммунные сыворотки, реагенты.

 

IMPROVEMENT OF IMMUNIZATION EFFICIENCY IN GETTING REAGENTS FOR DETERMINATION OF BLOOD GROUPS OF BEED CATTLE

Research article

Gontov M.E.1, *, Koltsov D.N.2, Dmitrieva V.I.3, Andreeva S.A.4

1, 2, 3, 4 Smolensk Research Institute of Agriculture, Smolensk, Russia

* Corresponding author (gontov[at]yandex.ru)

Abstract

The results of studies on the immune response of recipients, taking into account the biochemical composition of blood serum, on the introduction of erythrocyte antigens of donors are presented in the paper. 4 experiments were conducted on brown goblin breeds in farms of the Smolensk region. It was established that of the five investigated serum levels (total protein, albumins, alpha, beta, and gamma globulins), the level of gamma globulin can be used to select animals in group of recipients for subsequent immunization in order to obtain reagents.

Bulls (recipients) who developed antibodies in response to the administration of blood group antigens from other bulls (donors) had a serum gamma globulin level higher than recipients passive in producing antibodies, which makes it possible to optimize the selection of pairs of cattle for immunizations and increase the efficiency of obtaining reagents for determining blood groups of cattle.

The results of the studies will be used to improve the technology of reproduction of reagents that detect erythrocyte antigens of blood groups.

Keywords: donor, recipient, blood groups, immune sera, reagents.

 

В селекционной работе, для ускорения темпов селекции, в различных направлениях используются группы крови крупного рогатого скота: при контроле за соответствием записей в родословных истинному происхождению потомков, в мечении ценных генотипов и сохранении желательных генов в поколениях, в иммуногенетическом мониторинге, а также для подтверждения принадлежности животных к той или иной породе [8, С. 184-188], [9, С.12], [10] и для повышения плодовитости животных, в иммуногенетическом подтверждении целесообразности выращивания телок, родившихся в паре с бычком [11, С. 55-57], [12, С. 35].

По закону о племенном животноводстве и приказу Министерства сельского хозяйства России владельцы племенных животных обязаны идентифицировать их по группам крови и проверять подлинность записей происхождения, в противном случае хозяйство не может быть в категории племенных.

Для идентификации скота применяют иммунные сыворотки - реагенты, которые, в основном, получают методом иммунизации этого же вида животных [12], [13], [14]. Так как при воспроизводстве реагентов возникает немало трудностей, придается большое значение совершенствованию технологии их приготовления.

 В результате иммунизаций животных из сыворотки крови получают моноспецифические или поливалентные сыворотки, которые могут содержать несколько иммунных антител и подлежат очистке от лишних антител для получения моноспецифических реагентов.

Важным этапом в технологии воспроизводства реагентов является отбор животных – реципиентов, способных выработать антитела в ответ на введение им эритроцитов крови донора. Практика показывает, что организмы не всех животных, используемых в качестве реципиентов, способны вырабатывать антитела против эритроцитов донора, а только 55–75% (зависит от номенклатуры планируемых к получению антител). Из них 25% реципиентов, к сожалению, имеют слабый титр антител – до 1:8.

Для увеличения количества животных, способных вырабатывать иммунный ответ составляют схемы подбора пар донор – реципиент, основанные на опыте предыдущих иммунизаций и исключающие иммунизацию реципиентов эритроцитами родственных животных, проводят повторную серию иммунизаций, используют различные адъюванты.

Известно, что глобулины (особенно γ- глобулины) сыворотки крови стоят на страже здоровья животных, при попадании в организм посторонних, чужеродных веществ (антигенов), они участвуют в реакции по их ликвидации. Антитела являются глобулинами, их количество возрастает при попадании в организм чужеродного белка [14, С. 89], [15].

В связи с этим, исследования, связанные с прогнозированием иммунного ответа реципиентов по биохимическим показателям сыворотки крови и направленные на совершенствование технологии получения реагентов для выявления групп крови крупного рогатого скота имеют актуальное значение.

Научная новизна работы заключается в том, что возможная зависимость иммунного ответа крупного рогатого скота, с разными биохимическими показателями сыворотки крови, в ответ на введение эритроцитных антигенов групп крови изучена недостаточно и требует дополнительных исследований.

Основная цель работы заключается в усовершенствовании технологии получения иммунных сывороток крупного рогатого скота, выявляющих антигены групп крови, с использованием данных о биохимическом составе сыворотки крови потенциальных реципиентов, для повышения эффективности воспроизводства реагентов.

В связи с этим решали следующие задачи:

  1. Определение антигенного состава эритроцитов крови у животных, отобранных для опыта.
  2. Определение в сыворотке крови реципиентов содержания общего белка и белковых фракций: альбумина и глобулина.
  3. Составление схемы введения эритроцитов крови от доноров реципиентам - для получения нужных реагентов.
  4. Проведение иммунизации реципиентов кровью доноров по составленному плану.
  5. Определение в сыворотке крови реципиентов наличия иммунных антител после окончания иммунизаций.

Лабораторные исследования выполнены на базе лаборатории биотехнологии ФГБНУ Смоленский НИИСХ в племзаводе «Пригорское» и племрепродукторе «Новомихайловский» Смоленской области в период с 2004 по 2017 годы с использованием рекомендаций авторов по исследованию и использованию групп крови [12], [13], а также собственного опыта.

Показатели биохимического состава крови: общий белок, альбумины и альфа, - бета, - гамма - глобулины определяли в лабораториях биохимии городской клинической больницы и областной ветеринарной лаборатории.

Экспериментальные данные, полученные в результате опытов, обрабатывали с использованием методических указаний автора [16] и современной компьютерной техники.

Основные этапы проведенных исследований

  1. Организация четырех научно - хозяйственных опытов по изучению иммунного ответа крупного рогатого скота на введение эритроцитных антигенов групп крови.
  2. Отбор для опытов бычков – аналогов в возрасте 12 - 18 месяцев, взятие образцов крови, определение антигенного состава эритроцитов и биохимического состава сыворотки крови.
  3. Иммунизация реципиентов кровью доноров с целью изучения иммунного ответа.
  4. Взятие от подопытных животных образцов крови, получение из них сыворотки крови и определение наличия антител.

Перед началом иммунизаций у будущих доноров и реципиентов отбирали образцы крови и определяли в лаборатории института антигенный состав эритроцитов крови с помощью стандартных моноспецифических сывороток собственного производства, выявляющих 60 антигенных факторов.

Также в лабораториях биохимических исследований городской клинической больницы и областной ветеринарной определяли в сыворотке крови животных содержание общего белка, альбуминов и альфа, - бета, -гамма – глобулинов.  При составлении схемы иммунизаций к донорам подбирали реципиентов таким образом, чтобы у последних вырабатывались антитела, необходимые лаборатории для выработки реагентов и идентификации племенных животных. Иммунизацию животных – реципиентов проводили общепринятыми методами [12] цельной кровью бычков доноров, трехкратно через 7 дней. Через 7 дней после третьей иммунизации у реципиентов брали образцы крови, и в приготовленной сыворотке, титрованием с эритроцитами доноров, определяли наличие антител.

Было установлено, что в ответ на введение чужеродной крови выработали антитела против антигенов доноров не все бычки, а только животные с более высоким уровнем содержания γ– глобулина в сыворотке крови (табл.1). Бычки, которые имели уровень γ– глобулина ниже среднего показателя по всей группе животных оказались инертными в отношении выработки антител.

Таблица 1– Биохимический состав крови и результаты иммунизации бычков - реципиентов

№ опыта Группа животных n Общий белок, г/л Альбумины, % Глобулины, %
α β γ
№1 Выработали антитела 4 70,50±3,2 48,50±2,47 13,50±0,35 14,50±1,06 23,50±1,06*
Не выработали антитела 4 67,50±3,9 50,50±0,35 15,50±1,77 14,50±0,35 19,50±1,04*
В среднем 8 69,00±3,6 49,50±1,35 14,50±1,03 14,50±0,56 21,50±1,00
№2 Выработали антитела 6 64,50±1,3 55,83±0,86 13,17±0,37 10,20±0,50 20,80±0,82
Не выработали антитела 5 71,20±2,3 54,40±1,28 13,40±0,78 13,20±0,67 19,00±0,72
В среднем 11 67,55±1,6 55,18±0,78 13,27±0,41 11,57±0,42 19,98±0,61
№3 Выработали антитела 5 69,8±1,3 52,8±0,87 14,0 ±0,63 12,20±0,91 21,00±0,57*
Не выработали антитела 2 63,5±0,4 57,0±2,8 13,0 ±0,0 12,50±1,77 17,50±1,06*
В среднем 7 68,0±1,4 54,0±1,25 13,7±0,48 12,30±0,83 20,00±0,78
№4 Выработали антитела 4 57,5±1,0 45,93±2,31 12,81±2,04 13,92±3,47* 27,34±2,00*
Не выработали антитела 4 59,1±1,0 42,17±0,26 14,04±0,14 23,33±0,84* 20,46±1,74*
В среднем 8 58,3±1,0 44,05±2,49 13,43±1,86 18,62±3,27 23,9±3,74

Примечание: * – разница достоверна при p ≤ 0,05.

Достоверная разница в содержании γ- глобулина между группами животных составила в первом опыте 4%, в третьем - 3,5 %, в 4 – 6,88 %. Во втором опыте разница составила 1,8 % и близка к достоверной.

 В четвертом опыте установлена достоверная разница между группами животных по содержанию β – глобулинов.

 По содержанию в сыворотке крови подопытных животных общего белка, альбуминов, альфа глобулинов достоверные различия не выявлены.

В подобных исследованиях на лошадях Слизовская Н.М. [22] установила, что реципиенты, у которых в результате иммунизаций образовались антитела, перед иммунизациями имели в крови более высокое содержание иммуноглобулинов, по сравнению с ареактивными животными.

 Таким образом, в результате наших исследований по иммунизации бычков – реципиентов антигенами групп крови бычков – доноров получены данные, подтверждающие более высокую иммунную реакцию животных с уровнем гамма – глобулина, превышающем среднее по группе. Аналоги с низким содержанием гамма – глобулина оказались непригодными для выработки антител. Выявленную взаимосвязь следует использовать при составлении лучших вариантов подбора доноров к реципиентам, исключив из работы потенциально иммунноинертных животных и тем самым значительно повысить эффективность иммунизаций при воспроизводстве реагентов для определения групп крови крупного рогатого скота.

Конфликт интересов Не указан. Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

  1. Гонтов М.Е. Генетические маркеры и молочная продуктивность сычевского скота новых линий / М.Е. Гонтов, П.Ф. Сороковой, В.К. Чернушенко и др. // Животноводство. – 1985. – № 9. – С. 13.
  2. Гонтов М.Е. Иммуногенетические маркеры в селекции бурого швицкого скота племзавода «Доброволец» / М.Е.Гонтов, В.К. Чернушенко, В.И. Дмитриева и др. // Зоотехния. – 2009. – №7. – С. 11–12.
  3. Гонтов М.Е. Применение разработанной системы использования групп крови на этапах селекции бурого швицкого скота в Смоленской области / М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.А. Багиров и др. //Достижения науки и техники АПК. – 2015. – Т.29. – №9. – С. 86-89.
  4. Гонтов М.Е. Генетический контроль селекционных процессов в популяции бурого швицкого скота с использованием маркерных генов групп крови / М.Е Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.К Чернушенко и др. // Молочное и мясное скотоводство. – – №4. – С.17–20.
  5. Кольцов Д.Н. Оценка сычёвских и красно-пёстрых голштинских быков по качеству потомства при наличии у них генетических маркеров- альтернативных аллелей системы В групп крови / Д.Н. Кольцов, В.А. Багиров, Ю.Д.Романов // Достижения науки и техники АПК.– 2013. – № 12. – С. 43–45.
  6. Кольцов Д.Н. Эффективность мониторинга групп крови на этапах селекции сычевской породы крупного рогатого скота в Смоленской области / Д.Н. Кольцов, М.Е. Гонтов, В.А. Багиров и др. //Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 9. – С. 44–46.
  7. Сердюк Г.Н. Использование иммуногенетических маркеров в селекции животных / Сердюк Г.Н. // Современные методы генетики и селекции в животноводстве: материалы международной научной конференции, Санкт - Петербург, ВНИИГРЖ. – С.Петербург. – – С. 240–243.
  8. Гонтов М.Е. Аллелофонд крупного рогатого скота племенного репродуктора ОАО «Смоленское» и использование его для экспертизы породной принадлежности / М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.А. Онуфриев и др. // Сборник научных трудов под ред. В.Н. Мазурова. – Калуга – 2017. – С. 184–
  9. Новиков А.А. Рекомендации по использованию методов генетического мониторинга в селекции крупного рогатого скота и свиней / А.А. Новиков. – Лесные Поляны, 2015. – 23 с.
  10. Гонтов М.Е. Характеристика черно-пестрого скота Смоленской области по антигенам групп крови / М.Е. Гонтов, Д.Н. Кольцов, В.И. Дмитриева, С.А. Андреева // Международный научно-исследовательский журнал. – – №5 (71).  – С. 126–130.
  11. Кольцов Д.Н. Использование в качестве генетических маркеров групп крови при исследовании селекционных процессов воспроизводства у крупного рогатого скота / Д.Н. Кольцов, Ю.Д. Романов, М.Е. Гонтов // Достижения науки и техники АПК. – 2011. – №12. – С. 55–57.
  12. Сороковой П.Ф. Методические рекомендации по исследованию и использованию групп крови в селекции крупного рогатого скота. / П.Ф. Сороковой. – Дубровицы, 1974. – 40 с.
  13. Матоушек Й. Группы крови крупного рогатого скота / Й. Матоушек. – Киев, Урожай, 1964.  – 174 с.
  14. Бойд Д. Основы иммунологии / Д. Бойд. – М. Мир, 1969. – 647 с.
  15. Слизовская Н. М. Повышение эффективности изготовления и использования сывороток-реагентов для типирования групп крови лошадей: автореф. дис.канд. с. х. н.: 06.02.01: защищена 17.11.09 / Н.М.Слизовская. – Дивово,  Рязанск. обл., 2009. – 20с.
  16. Плохинский Н.А. Биометрия / Н.А. Плохинский. – Изд. Московского университета, 1970. – 367 с.

Список литературы / References

  1. Gontov M.E. Geneticheskiye markery i molochnaya produktivnost' sychevskogo skota novykh liniy [Genetic Markers and Dairy Productivity of Sychevsk Cattle of New Lines] / M.E. Gontov, P.F. Sorokova, V.K. Chernushenko and others // Zhivotnovodstvo [Livestock] – 1985. – No. 9. – P. 13. [in Russian]
  2. Gontov M.E. Immunogeneticheskiye markery v selektsii burogo shvitskogo skota plemzavoda «Dobrovolets» [Immunogenetic Markers in Breeding of Brown Schwick Cattle of Volunteer Breeding Plant / M.E. Gontov, V.K. Chernushenko, V.I. Dmitrieva, and others // Zootekhnika [Zootechnics]. – 2009. – No.7. – P. 11-12. [in Russian]
  3. Gontov M.E. Primeneniye razrabotannoy sistemy ispol'zovaniya grupp krovi na etapakh selektsii burogo shvitskogo skota v Smolenskoy oblasti [Application of Developed System for Use of Blood Groups at Stages of Breeding Brown Lambskin in Smolensk Region] / M.E. Gontov, D.N. Koltsov, V.A. Bagirov, etc. // Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of agroindustrial complex]. – 2015. – V.29. – No.9. – P. 86-89. [in Russian]
  4. Gontov M.E. Geneticheskiy kontrol' selektsionnykh protsessov v populyatsii burogo shvitskogo skota s ispol'zovaniyem markernykh genov grupp krovi  [Genetic Control of Selection Processses in Population of Brown Swiss Cattle Using Marker Genes of Blood Groups] / M.E. Gontov, D.N. Koltsov, V.K. Chernushenko and others // Molochnoye i myasnoye skotovodstvo [Milk and meat cattle breeding]. – 2016. – No.4. – P.17-20. [in Russian]
  5. Koltsov D.N. Otsenka sychovskikh i krasno-postrykh golshtinskikh bykov po kachestvu potomstva pri nalichii u nikh geneticheskikh markerov- al'ternativnykh alleley sistemy V grupp krovi  [Evaluation of Sychevsky and Red-and-white Holstein Bulls on Quality of Offspring in Presence of Genetic Markers-alternative Alleles of the B blood Group] / D.N. Koltsov, V.A. Bagirov, Yu.D. Romanov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of agroindustrial complex]. – 2013. – No. 12. – P. 43-45. [in Russian]
  6. Koltsov D.N. Effektivnost' monitoringa grupp krovi na etapakh selektsii sychevskoy porody krupnogo rogatogo skota v Smolenskoy oblasti [Efficiency of Monitoring Blood Groups at Stages of Selection of Sychevskiy Breed of Cattle in Smolensk Region] / D.N. Koltsov, M.E. Gontov, V.A. Bagirov, and others // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. [Achievements of science and technology of agroindustrial complex]. - 2015. - No. 9. - P. 44-46. [in Russian]
  7. Serdyuk G.N. Ispol'zovaniye immunogeneticheskikh markerov v selektsii zhivotnykh [Use of Immunogenetic Markers in Animal Breeding] / Serdyuk G.N. // [Modern methods of genetics and selection in cattle breeding: materials of the international scientific conference, St. Petersburg, VNIIGRZH]. – St. Peterburg. – 2007. – P. 240-243. [in Russian]
  8. Gontov M.E. Allelofond krupnogo rogatogo skota plemennogo reproduktora OAO «Smolenskoye» i ispol'zovaniye yego dlya ekspertizy porodnoy prinadlezhnosti [Allelofond of Cattle of the Breeding Loudspeaker of Smolenskoye JSC and Its Use for Examination of Pedigree Accessory] / M.E. Gontov, D.N. Koltsov, V.A. Onufriev et al. // Sbornik nauchnykh trudov pod red. V.N. Mazurova [Collected scientific works ed. by V.N. Mazurov] – Kaluga – 2017. – P. 184-188. [in Russian]
  9. Novikov A.A. Rekomendatsii po ispol'zovaniyu metodov geneticheskogo monitoringa v selektsii krupnogo rogatogo skota i sviney [Recommendations on Use of Genetic Monitoring Methods in Selection of Cattle and Pigs] // A.A. Novikov. – Lesnyye Polyany [Forest Glades], 2015. – 23 p. [in Russian]
  10. Gontov M.E. Kharakteristika cherno-pestrogo skota Smolenskoy oblasti po antigenam grupp krovi [Characteristics of Black-and-white Cattle of Smolensk Region on Antigens of Blood Groups] / M.E. Gontov, D.N. Koltsov, V.I. Dmitrieva, S.A. Andreeva // Mezhdunarodnyy nauchno-issledovatel'skiy zhurnal [International Scientific and Research Journal]. – 2018. – No. 5 (71). – P. 126-130. [in Russian]
  11. Koltsov D.N. Ispol'zovaniye v kachestve geneticheskikh markerov grupp krovi pri issledovanii selektsionnykh protsessov vosproizvodstva u krupnogo rogatogo skota [Use as Blood Group Markers of Blood Groups in Study of Breeding Processes of Reproduction in Cattle] / D.N. Koltsov, Yu.D. Romanov, M.E. Gontov // Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of agroindustrial complex] – 2011. – No. 12. – P. 55-57. [in Russian]
  12. Sorokova P.F. Metodicheskiye rekomendatsii po issledovaniyu i ispol'zovaniyu grupp krovi v selektsii krupnogo rogatogo skota [Methodical Recommendations for Study and Use of Blood Groups in Selection of Cattle] / P.F. Fortieth. – Dubrovitsy, 1974. – 40 p. [in Russian]
  13. Matoushek J. [Blood Groups of Cattle] / J. Matoushke. – Kiev, Harvest, 1964. – 174 p. [in Russian]
  14. Matoushek J. Gruppy krovi krupnogo rogatogo skota [Blood Groups of Cattle] / J. Matoushke. – Kiev, Harvest, 1964. – 174 p. [in Russian]
  15. Boyd D. Osnovy immunologii [Fundamentals of Immunology] / D. Boyd. – M. Mir, 1969. – 647 p. [in Russian]
  16. Slizovskaya N.M. Povysheniye effektivnosti izgotovleniya i ispol'zovaniya syvorotok-reagentov dlya tipirovaniya grupp krovi loshadey [Increase of Efficiency of Manufacturing and Use of Reagent Serums for Typing Blood Groups of Horses] // Abstract of Dis. of PhD in Agriculture: 06.02.01: it is protected 17.11.09 / N.M. Slizovskaya – Divovo, Ryazansk. region, 2009. – 20 p. [in Russian]
  17. Plokhinsky N.A. Biometriya [Biometrics] / N.A. Plokhinsky. – Moscow University Ed. 1970. – 367 p. [in Russian]