Оценка уровня нитрита и трансферрина в крови коров с субклиническим маститом методом электронного парамагнитного резонанса

Большая проблема в оказании ветеринарной помощи заключается в недостаточно своевременной и количественной диагностике субклинических маститов у высокопродуктивных коров. В настоящее время основным показателем для диагностики патологии вымени является анализ молока на содержание лейкоцитов, то есть нейтрофилов, макрофагов, лимфоцитов, и эпителиальных клеток. Воспаление в молочной железе напрямую связано с синтезом оксида азота, и парамагнитный комплекс NO с гемоглобином имеет характерные спектроскопические параметры сверхтонкого расщепления. Величина (NO)x в молоке коров с субклиническим маститом существенно отличалась от таковой в молоке здоровых коров. Были проведены исследования уровня оксида азота NO по стабильному продукту окисления нитриту и трансферрина в крови коров с субклиническим маститом с помощью метода электронного парамагнитного резонанса. Обнаружено по ЭПР-сигналу трансферрина с g = 4,3, что в крови контрольной группы содержится больше трансферрина и, соответственно, железа, а в крови контрольной группы – значительно меньше. Следовательно, изменения в концентрации нитрита и трансферрина наряду с Fe и ферритином в крови могут служить в качестве биомаркеров воспалительных заболеваний, в том числе у коров с субклиническим маститом.

1. Trukhachev V.I., Oleinik S.A., Zlydnev N.Z., Morozov V.Yu. Adaptation of the Recommendations of the International Committee for Animal Recording (Icar) in Evaluating the Quality of Milk. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2015;6(6):1317-1320. EDN: UWNRFR

2. Авдеенко В.С., Федотов С.В., Белозерцева Н.С. и др. Прогнозирование репродуктивных качеств и предрасположенности к маститам коров голштинской и симментальской пород // Известия Тимирязевской сельскохозяйственной академии. 2020. № 3. С. 107-121. https://doi.org/10.26897/0021-342X-2020-3-107-120

3. Филатова А.В., Тшивале Б.М., Федотов С.В., Авдеенко В.С. Инфекционный фактор в этиологии маститов у высокопродуктивных лактирующих коров // Ученые записки учреждения образования Витебской ордена Знак Почета государственной ветеринарной академии. 2022. Т. 58. С. 86-89. https://doi.org/10.52368/2078-0109-2022-58-4-86-91

4. Федотов С.В., Симонов П.Г., Алиев А.Ю. Особенности терапии гнойно-катаральных эндометритов и маститов у коров // Ветеринария Кубани. 2023. № 2. C. 15-18. https://doi.org/10.33861/2071-8020-2023-2-15-18

5. Ashraf A., Imran M. Causes, Types, Etiological Agents, Prevalence, Diagnosis, Treatment, Prevention, Effects on Human Health and Future Aspects of Bovine Mastitis. Anim. Health Res. Rev. 2020;21:36-49. https://doi.org/10.1017/S1466252319000094

6. Cheng W.N., Han S.G. Bovine Mastitis: Risk Factors, Therapeutic Strategies, and Alternative Treatments. Asian-Australas J. Anim. Sci. 2020;33(11):1699-1713. https://doi.org/10.5713/ajas.20.0156

7. Chow J.C., Young D.W., Golenbock D.T. et al. Toll-like Receptor-4 Mediates Lipopolysaccharide-induced Signal Transduction. J. Biol. Chem. 1999; 274:10689-10692. http://doi.org/10.1074/jbc.274.16.10689

8. Федотов С.В., Сиднев Н.Ю., Редди Г.Р. и др. Современные методы диагностики маститов у коров в условиях интенсивного производства // Ветеринария. 2022. № 4. С. 51-56. https://doi.org/10.30896/0042-4846.2022.25.4.51-56

9. Алиев А.Ю., Федотов С.В., Белозерцева Н.С. Изменения белкового состава молока коров при субклиническом мастите // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2022. № 4. С. 471-477. https://doi.org/10.36871/vet.san.hyg.ecol.202204010

10. Dang X.T.T., Kavishka J.M., Zhang D.X. et al. Extracellular Vesicles as an Efficient and Versatile System for Drug Delivery. Cells. 2020;9(10):2191. https://doi.org/10.3390/cells9102191

11. Zempleni J., Aguilar-Lozano A., Sadri M. et al. Biological Activities of Extracellular Vesicles and Their Cargos from Bovine and Human Milk in Humans and Implications for Infants. J. Nutr. 2017;147(1):3-10. https://doi.org/10.3945/jn.116.238949

12. Do D.N., Dudemaine P.L., Mathur M. et al. miRNA Regulatory Functions in Farm Animal Diseases, and Biomarker Potentials for Effective Therapies. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(6):3080. https://doi.org/10.3390/ijms22063080

13. Chen Y., Jing H., Chen M. et al. Transcriptional Profiling of Exosomes Derived from Staphylococcus aureus-infected Bovine Mammary Epithelial Cell Line MAC-T by RNA-seq Analysis. Oxid. Med. Cell Longev. 2021;2021:8460355. https://doi.org/10.1155/2021/8460355

14. Green L.C., Wagner D.A., Glogowski J. et al. Analysis of Nitrate, Nitrite and (15N) Nitrate in Biological Fluids. Anal. Biochem. 1982. 126(1):131-138. https://doi.org/10.1016/0003-2697(82)90118-X

15. Tsikas D. A Critical Review and Discussion of Analytical Methods in the Larginine/Nitric Oxide Area of Basic and Clinical Research. Anal. Biochem. 2008;379:139-163. https://doi.org/10.1016/j.ab.2008.04.018

16. Li D., Liu Y., Li Y. et al. Significance of Nitric Oxide Concentration in Plasma and Uterine Secretes with Puerperal Endometritis in Dairy Cows. Vet Res Commun. 2010;34:315-321. https://doi.org/10.1007/s11259-010-9355-8

17. Prusakov V.E., Maksimov Y.V., Burbaev D.Sh. et al. EPR and Mössbauer Characteristics of Aqueous Solutions of 57Fe-dinitrosyl Iron Complexes with Glutathione and Hydroxyl Ligands. Appl. Magn. Reson. 2019;50(7):861-888. https://doi.org/10.1007/s00723-019-1112-8

18. Malmström R.E., Björne H., Oldner A. et al. Intestinal Nitric Oxide in the Normal and Endotoxemic Pig. Shock. 2002;18:456-460. https://doi.org/10.1097/00024382-200211000-00012

19. Liu R., Kang Y., Chen L. Activation Mechanism of Human Soluble Guanylatecyclase by Stimulators and Activators. Nature Communications. 2021;12:5492. https://doi.org/10.1038/s41467-021-25617-0

20. Vanin A.F., Sanina N.A., Serezhenkov V.A. et al. Dinitrosyl-iron Complexes with Thiol-containing Ligands: Spatial and Electronic Structures. Biol. Chem. 2007;19(16):82-93. https://doi.org/10.1016/J.NIOX.2006.07.005

21. Vanin A.F., Selitskaya R.P., Serezhenkov V.A., Mozhokina G.N. Direct EPR Detection of Nitric Oxide in Mice Infected with the Pathogenic Mycobacterium Mycobacterium tuberculosis. Appl Magn Reson. 2010;38(1):95-104. https://doi.org/10.1007/s00723-009-0038-y

22. Serezhenkov V.A., Tkachev N.A., Artyushinab Z.S. et al. Reduced Nitric Oxide Bioavailability in Horses with Colic: Evaluation by ESR Spectroscopy. Biophysics. 2020;65(5):869-875. https://doi.org/10.1134/S0006350920050176

23. Bülbül A., Yılmaz B. Relationship between the Level of Nitric Oxide and Somatic Cell Count in the Cow Milk with Mastitis. Eurasian Journal of Veterinary Sciences. 2004;20(2):95-102

24. Gera S., Guha A. Assessment of Acute Phase Proteins and Nitric Oxide as Indicator of Subclinical Mastitis in Holstein × Haryana Cattle. Indian Journal of Animal Sciences. 2011;81(10):1029-1031

25. Murata H., Shimada N., Yoshioka M. Current Research on Acute Phase Proteins in Veterinary Diagnosis: an Overview. The Veterinary Journal. 2004;168:28-40. https://doi.org/10.1016/S1090-0233(03)00119-9

26. Santana A.M., Silva D.G., Thomas F.C. et al. Blood Serum Acute Phase Proteins and Iron Dynamics During Acute Phase Response of Salmonella enterica Serotype Dublin Experimentally Infected Buffalo Calves. Vet. Immunol. Immunopathol. 2018;203:30-39. https://doi.org/10.1016/j.vetimm.2018.07.014

27. McNair J., Elliott C., Bryson D.G., Mackie D.P. Bovine Serum Transferrin Concentration DuringAcute Infection with Haemophilussomnus. Vet. J. 1998;155:251-255. https://doi.org/10.1016/S1090-0233(05)80020-6

28. Oria R., Sánchez L., Houston T. et al. Effect of Nitric Oxide on Expression of Transferrin Receptor and Ferritin and on Cellular Iron Metabolism in K562 Human Erythroleukemia Cells. Blood. 1995;85(10):2962-2966. https://doi.org/10.1182/blood.V85.10.2962.bloodjournal85102962

29. Ong S.T., Ho J.Z., Ho B., Ding J.L. Iron-withholdingStrategyin Innate Immunity. Immunobiology. 2006;211: 295-314. https://doi.org/10.1016/j.imbio.2006.02.004

30. Ali A., Rehman M.U., Mushtaq S. et al. Biochemical and Computational Assessment of Acute Phase Proteins in Dairy Cows Affected with Subclinical Mastitis. Curr. Issues. Mol. Biol. 2023;45:5317-5346. https://doi.org/10.5713/ajas.2012.12261

31. Li J., LoBue A., Heuser S.K., Cortese-Krott M.M. Determination of Nitric Oxide and Its Metabolites in Biological Tissues Using Ozone-Based Chemiluminescence Detection: A State-of-the-Art Review. Antioxidants. 2024;13(2):179. https://doi.org/10.3390/antiox13020179.