AGRIS - 

2023

Vladimirov, F.E. | Bazaev, S.O.

Inflammatory processes in cattle limbs lead to reduced milk yields and may cause culling of animals. The use of infrared thermography to determine the temperature of cattle limbs is a fast and non-invasive way to obtain reliable information about the animal health. There was developed a mathematical model for early detection of inflammatory processes in the limbs of cattle on the basis of thermogram profiles. For this purpose, at one of livestock breeding complexes situated in the Yaroslavl region, Russia, 20 Black-and-White cows in the 1-st-7th month of the 2-nd-4th lactation were selected. The average performance of the studied animals was 26.4 kg per a day. Lameness of cows was assessed visually using the Manson and Level 5-point scale, diagnostics of limb diseases was based on visual inspection, softness of horny tissue and assessment of odors and pain reactions of cows. The data array was generated using a Guide C400M infrared thermal imager. Data on the physiological state of animals were entered into the Matlab R2019b program. The presented algorithm of thermogram profile handling allows collecting information on spatial and temporal dynamics of cattle limb temperatures by thermophysiological categories. When determining the condition of limbs, areas of spatial and temporal temperature distribution as a transformed segmentation profile of the thermogram into a matrix, where pixels from each fragment of the area are assigned with an RGB numeric value denoting a certain temperature are identified. Exceeding values (R: more than 230, G: more than 103, B: than less 0) symbolizes a temperature above 40 deg. C and indicates the presence of inflammation in the limbs. The developed algorithm will allow farm specialists to receive information about increasing limb temperature of each cow automatically, to find the focus of inflammation, its location and to recognize a disease in time. | Воспалительные процессы конечностей крупного рогатого скота (КРС) приводят к снижению удоев и могут стать причиной выбраковки животных. Использование инфракрасной термографии для определения температуры конечностей КРС - быстрый и неинвазивный способ получения достоверной информации о состоянии здоровья животного. Разрабатывали математическую модель раннего обнаружения воспалительных процессов в конечностях КРС на основе профилей термограмм. С этой целью на одном из животноводческих комплексов Ярославской области отобрали 20 коров черно-пестрой породы, находящихся на 1-7 мес. 2-4-й лактации. Средняя продуктивность исследованных особей составила 26,4 кг в сутки. Оценку хромоты коров проводили визуально по 5-балльной шкале Менсона и Левела, диагностику заболеваний конечностей - на основании визуального осмотра, мягкости роговой ткани и оценки запахов и болевых реакций коров. Массив данных формировали с помощью тепловизора Guide C400M в ИК-диапазоне. Данные о физиологическом состоянии животных вносили в программу Matlab R2019b. Представленный алгоритм обработки профиля термограмм позволяет собрать информацию о пространственно-временной динамике температур конечностей КРС по термофизиологическим категориям. При определении состояния конечностей выделяются области пространственно-временного распределения температуры в виде преобразованного сегментационного профиля термограммы в матрицу, где пикселям из каждого фрагмента области присваивается численное значение RGB, обозначающее определенную температуру. Превышение значений (R: больше 230, G: больше 103, B: меньше 0) символизирует температуру выше 40 град. C и означает наличие воспаления в конечностях. Разработанный алгоритм позволит специалистам хозяйства в автоматическом режиме получать информацию о повышении температуры конечностей каждой коровы, находить очаг воспаления, место его расположения и своевременно определять заболевание.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Bolotova, V.S. | Pas'ko, N.V. | Mikhalev, V.I.

The studies were conducted in one of the farms of the Voronezh region. Two groups of cows of 10 heads each were formed: gr. 1 included clinically healthy cows, gr. 2 were cows with a diagnosis of chronic endometritis. The experiment involved cows after calving after which at least 60 days have passed. According to the results of histological examination of the endometrium in cows of gr. 2, desquamation of surface epithelium was noted, the cells of which in most cases are in a state of dystrophy and necrobiosis. The lumen of the uterine glands is narrowed, glandular cells were rejected into the lumen of the glands, which indicates a decrease in functional activity of the organ. The endometrium looked edematous, abundantly infiltrated, mainly by neutrophilic leukocytes and to a lesser extent by lymphoid cells, indicating the presence of inflammation in the uterine mucosa. In the study of blood, the level of expression of genes of a series of interleukins (IL) was studied. It was revealed that in cows of gr.1 the expression level of IL-1alpha, IL-1beta was 1.92 and 4.61 times lower, and the genes of the anti-inflammatory cytokine IL-10, on the contrary, it was 118.6 times higher than in the cows of gr. 2. Development of chronic endometritis in cows occurs against the background of an imbalance between pro- and anti-inflammatory cytokines, which is accompanied by the dominance of gene expression of pro-inflammatory cytokines over anti-inflammatory ones and a sharp decrease in IL-10 expression. These indicators, as well as histological studies of the endometrium confirm the development of an inflammatory process in the uterus and can be used for the subsequent development of criteria for prediction and early diagnosis, as well as a probability of the fate of the pathological process. | Исследования проводились в одном из хозяйств Воронежской обл. Были сформированы 2 гр. коров по 10 гол в каждой: 1-я гр. – клинически здоровые, 2-я гр. – с диагнозом хронический эндометрит. В опыт включали коров, после отела которых прошло не менее 60 дней. По результатам гистологического исследования эндометрия у коров 2-й гр. отмечены десквамация покровного эпителия, клетки которого в большинстве случаев находятся в состоянии дистрофии и некробиоза. Просвет маточных желез сужен, железистые клетки отторгались в просвет желез, что свидетельствует о снижении функциональной активности органа. Эндометрий выглядел отёчным, обильно инфильтрирован, преимущественно нейтрофильными лейкоцитами и в меньше степени лимфоидными клетками, свидетельствующими о наличии воспаления в слизистой оболочке матки. При исследовании крови изучали уровень экспрессии генов ряда интерлейкинов (ИЛ). Выявлено, что у коров 1-й гр. уровень экспрессии ИЛ-1альфа, ИЛ-1бета был ниже в 1,92 и 4,61 раза, а генов противовоспалительного цитокина ИЛ-10, наоборот, выше в 118,6 раза, чем у коров 2-й гр. Развитие хронического эндометрита у коров протекает на фоне дисбаланса между про- и противовоспалительными цитокинами, который сопровождается доминированием экспрессии генов провоспалительных цитокинов над противовоспалительными и резким снижением экспрессии ИЛ-10. Эти показатели, а также гистологические исследования эндометрия подтверждают развитие воспалительного процесса в матке и могут быть использованы для последующей разработки критериев прогнозирования и ранней диагностики, а также вероятности исхода патологического процесса.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Shkol'nikova, M.N. | Aver'yanova, E.V. | Rozhnov, E.D.

Some diet micronutrients can inhibit expression cyclooxygenases COX-1 and COX-2 and inducible NO synthase genes. The anti-inflammatory potential of several micronutrients is shown; the effect of flavonoids, ascorbic acid (AA), glycyrrhizic acid (GA) and zinc on different targets has been proven. There have been developed 2-, 3- and 4-component compositions of the listed micronutrients. All samples contained the flavonoid fraction of sea buckthorn meal and GA. The following compounds were added: zinc citrate into sample II, AA into samples III, AA and zinc citrate into samples III. The use of non-micronized meal in some variants was denoted by the number 2. For preclinical studies of anti-inflammatory activity, 6 samples of the composition having maximum antioxidant activity were selected by regression analysis. The biological activity of the samples was determined: in vitro, using specific enzyme biotest systems based on inducible NO synthase and appropriate software, as well as in vivo, on a model of acute aseptic and chronic inflammation in 220 outbred male Wistar rats. In vitro experiment has found that the anti-inflammatory activity in experimental samples of the micronutrient composition decreases in the following series: III-2 - III-1 - VI-2 - VI-1 - I. When analyzing the blood plasma of rats in vivo, it has been proved that with prolonged course use, samples of the micronutrient compositions III-1, III-2, VI-1, and VI-2 exhibit a pronounced antiexudative effect and lead to a significant decrease COX-2. It has been found that the course administration of a composition of micronutrients at a dose of 25 mg/kg leads to a significant decrease in the COX-2 concentration in all the studied animal groups. The three-component composition III-1, containing a micronized purified flavonoid fraction of sea buckthorn meal, GA and AA in a ratio of 30:10:100 can be used as a biologically active food additive in the diet of personalized nutrition for COVID and post-COVID syndromes. | Некоторые микронутриенты пищевого рациона способны ингибировать экспрессию генов циклооксигеназ ЦОГ-1 и ЦОГ-2 и индуцибельной NO-синтазы. Показан противовоспалительный потенциал ряда микронутриентов; доказано воздействие флавоноидов, аскорбиновой кислоты (АК), глицирризиновой кислоты (ГК) и цинка на разные мишени. Разработаны 2-, 3- и 4-компонентные составы композиций перечисленных микронутриентов. Все образцы содержали флавоноидную фракцию облепихового шрота и ГК. В образец II дополнительно вводили цитрат цинка, в образцы III - АК, в образцы III – АК и цинк. Отсутствие микронизации шрота в ряде вариантов обозначали цифрой 2. Для доклинических исследований противовоспалительной активности методом регрессионного анализа отобрали 6 образцов композиции с максимальной антиоксидантной активностью. Биологическую активность образцов определяли in vitro, с помощью специфических ферментных биотест-систем на основе индуцибельной NO-синтазы и соответствующего программного обеспечения, а также in vivo, на модели острого асептического и хронического воспаления на 220 аутбредных крысах-самцах линии Вистар. В эксперименте in vitro установлено, что противовоспалительная активность экспериментальных образцов композиции микронутриентов уменьшается в ряду: III-2 - III-1 - VI-2 - VI-1 - I. При анализе плазмы крови крыс in vivo доказано, что при длительном курсовом применении образцы композиции микронутриентов III-1, III-2, VI-1 и VI-2 проявляют выраженный антиэкссудативный эффект и приводят к достоверному снижению ЦОГ-2. Установлено, что курсовое введение композиции микронутриентов в дозе 25 мг/кг приводит к достоверному снижению концентрации ЦОГ-2 во всех исследуемых группах животных. Трехкомпонентная композиция III-1, содержащая микронизированную очищенную флавоноидную фракцию облепихового шрота, ГК и АК в соотношении 30:10:100, может применяться в качестве биологически активной добавки к пище в рационе персонифицированного питания при ковидном и постковидном синдромах.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Vostroilova, G.A. | Parshin, P.A. | Zhukov, M.S. | Khokhlova, N.A. | Shabanov, D.I. | Korchagina, A.A.

The research purpose was to study the effect of gestational age on the state of the enzymatic link of antioxidant protection (AOP) and formation of lipid peroxidation products (LPO) in cows with anemia syndrome and chronic systemic inflammation. Three groups of cows were formed: group I (n=15) – healthy; group II (n=8) – with hypochromic microcytic anemia; group III (n=7) – with low intensity chronic systemic inflammation syndrome. On days 150-160, 210-220 and 260-265 of gestation, blood samples were taken to study the indicators of LPO, AOP and endogenous intoxication. There were obtained data on the peculiarities of the state of the LPO-AOP system in cows with various clinical states during gestation. It has been established that there is a noticeable strength inverse correlation between the period of gestation and catalase activity. A significant direct correlation of high strength with respect to the level of nitric oxide has also been revealed. In cows with anemia, less intense tendencies for an increase in nitric oxide have been noted, which may have an important role in the control of fetoplacental hemodynamics and saturation of the fetal blood with oxygen. In group I and II, the level of diene conjugates had a significant direct correlation of noticeable strength, but in group III, the binding strength increased and became high, which was reflected at the level of average molecular weight molecules, detectable at a wavelength of 254 nm. Thus, with an increase in the gestation duration, there is an increase in the LPO intensity, which is most pronounced in cows with a syndrome of chronic systemic inflammation of low intensity, as a result of which endogenous intoxication develops. At the same time, nitric oxide is less actively produced in cows with anemia that can lead to the development of fetoplacental insufficiency and hypoxic state of the fetus. | Целью исследования явилось изучение влияния сроков беременности на состояние ферментативного звена антиоксидантной защиты (АОЗ) и образование продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) у коров с синдромом анемии и хронического системного воспаления. Были сформированы 3 группы коров: группа I (n=15) – здоровые; группа II (n=8) –с гипохромной микроцитарной анемией; группа III (n=7) – с синдромом хронического системного воспаления низкой степени интенсивности. На 150-160, 210-220 и 260-265 дни стельности производили отбор проб крови для исследования показателей ПОЛ, АОЗ и эндогенной интоксикации. Получены данные об особенностях состояния системы ПОЛ-АОЗ у коров с разным клиническим состоянием во время беременности. Установлено, что между сроком стельности и активностью каталазы имеется обратная корреляционную связь заметной силы. Также выявлена достоверная прямая корреляционная связь высокой силы в отношении уровня оксида азота. У коров с анемией отмечены менее интенсивные тенденции увеличения оксида азота, что может иметь важную роль в контроле фетоплацентарной гемодинамики и насыщении крови плода кислородом. В группе I и II уровень диеновых конъюгатов имел достоверную прямую корреляционную связь заметной силы, но в группе III сила связи возрастала и становилась высокой, что отражалось на уровне молекул среднемолекулярной массы, определимых на длине волны 254 нм. Таким образом, с увеличением срока стельности происходит усиление интенсивности ПОЛ, которое наиболее выражено у коров с синдромом хронического системного воспаления низкой степени интенсивности, в результате чего у них появляется эндогенная интоксикация. Вместе с этим у коров с анемией менее активно вырабатывается оксид азота, что может привести к развитию фетоплацентарной недостаточности и гипоксическому состоянию плода.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation