Оценка влияния концентрации кальция в шерсти быков-производителей на качественные характеристики спермы

   Химические элементы, являясь структурными компонентами тела, влияют на физиологические процессы и функции организма, рост, продуктивные и репродуктивные качества, резистентность и др.

   В связи с этим целью настоящего исследования являлась оценка влияния различных концентраций кальция в шерсти быков– производителей голштинской породы на качественные характеристики спермы.

   Исследования проведены в условиях Ленинградской и Вологодской областей на быках–производителях голштинской породы в возрасте 3–5 лет (n = 40). Концентрацию кальция в шерсти определяли методами атомно–эмиссионной и масс–спектрометрии (АЭС–ИСП и МС–ИСП). По результатам этого анализа и сопоставления с ранее разработанными референсными интервалами нами было сформировано 4 группы быков–производителей: 1-я – уровень концентрации кальция меньше 25-го процентиля, 2-я и 4-я – в границах 25–75-го процентилей (физиологическая норма 1597–2926 мг/кг) и 3-я – больше 75-го процентиля. По результатам такого распределения концентрация кальция в шерсти животных 2-й группы была выше на 75,9 % по сравнению с 1-й, в свою очередь, особи 4-й группы превосходили 3-ю на 27,9 %. По результатам оценки качественных характеристик спермы установлено, что в группе быков–производителей с уровнем кальция в границах ранее разработанных референсных интервалов была выше концентрация сперматозоидов на 15,3 % а их активность – на 0,17 балла в свежей сперме по сравнению с группой со сниженным его уровнем (ниже 25-го процентиля). Высокое содержание кальция (выше 75-го процентиля) в шерсти способствовало снижению концентрации сперматозоидов на 9,0 % по сравнению с нормальными его значениями. Таким образом, концентрация кальция, оцененная по уровню ее в шерсти, влияет на концентрацию и активность сперматозоидов. Необходимо проводить систематическую его оценку для повышения качественных характеристик спермы.

1. Mineral nutrition and reproductive performance of the dairy animals: a review / M.C. Sharma, C. Joshi, G. Das, K. Hussain // Indian J. Anim. Sci. – 2007. – Vol. 77. – P. 599–608.

2. Стрижкова М.В., Коновалова Т.В., Короткевич О.С. Содержание макроэлементов в сыворотке крови животных черно–пестрой породы // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2017. – № 4 (45). – С. 75–82.

3. Fraser L.R. Minimum and maximum extracellular Ca²⁺ requirements during mouse sperm capacitation and fertilization in vitro // J Reprod Fertil. – 1987. – Sep, Vol. 81 (1). – P. 77–89. – DOI: 10.1530/jrf.0.0810077.

4. The impact of calcium, magnesium, zinc, and copper in blood and seminal plasma on semen parameters in men / W.Y. Wong, G. Flik, P.M. Groenen [et al.] // Reprod Toxicol. – 2001. – Mar–Apr, Vol. 15 (2). – P. 131–136. – DOI: 10.1016/s0890–6238(01)00113–7.

5. Marzec–Wróblewska U., Kamiński P., Lakota P. Influence of chemical elements on mammalian spermatozoa. Folia Biol (Praha). – 2012. – Vol. 58 (1). – P. 7–15.

6. Role of cholesterol, calcium, and mitochondrial activity in the susceptibility for cryodamage after a cycle of freezing and thawing / M. Meseguer, N. Garrido, J.A. Martínez–Conejero [et al.] // Fertil Steril. – 2004. – Mar, Vol. 81 (3). – P. 588–594. – DOI: 10.1016/j.fertnstert.2003.09.035.

7. An overview on role of some trace elements in human reproductive health, sperm function and fertilization process / M. Mirnamniha, F. Faroughi, E. Tahmasbpour [et al.] // Rev Environ Health. – 2019. – Dec 18, Vol. 34 (4). – P. 339–348. – DOI: 10.1515/reveh–2019–0008.

8. Determination of trace elements in bovine semen samples by inductively coupled plasma mass spectrometry and data mining techniques for identification of bovine class / G.F. Aguiar, B.L. Batista, J.L. Rodrigues [et al.] // J Dairy Sci. – 2012. – Dec, Vol. 95 (12). – P. 7066–7073. – DOI: 10.3168/jds.2012–5515.

9. Banjoko S.O., Adeseolu F.O. Seminal Plasma pH, Inorganic Phosphate, Total and Ionized Calcium Concentrations In The Assessment of Human Spermatozoa Function // J Clin Diagn Res. – 2013. – Nov, Vol. 7 (11). – P. 2483–2486. – DOI: 10.7860/JCDR/2013/6194.3585.

10. Seminal concentssrations of total and ionized calcium from men with normal and decreased motility / S.D. Prien, C.D. Lox, R.H. Messer, F.D. DeLeon // Fertil Steril. – 1990. – Jul, Vol. 54 (1). – P. 171–172.

11. Thomas P., Meizel S. An influx of extracellular calcium is required for initiation of the human sperm acrosome reaction induced by human follicular fluid // Gamete Res. – 1988. – Aug, Vol. 20 (4). – P. 397–411. – DOI: 10.1002/mrd.1120200402.

12. Zinc, magnesium and calcium in human seminal fluid: relations to other semen parameters and fertility / M.B. Sørensen, I.A. Bergdahl, N.H. Hjøllund [et al.] // Mol Hum Reprod. – 1999. – Apr, Vol. 5 (4). – P. 331–337. – DOI: 10.1093/molehr/5.4.331.

13. The impact of calcium, magnesium, zinc, and copper in blood and seminal plasma on semen parameters in men / W.Y. Wong, G. Flik, P.M.W. Groenen [et al.] // Reproductive Toxicology. – 2001. – Vol. 15 (2). – P. 131–136. – doi: 10.1016/S0890–6238(01)00113–7.

14. Elemental composition of human semen is associated with motility and genomic sperm defects among older men / T.E. Schmid, P.G. Grant, F. Marchetti [et al.] // Hum Reprod. – 2013. – Jan, Vol. 28 (1). – P. 274–282. – DOI: 10.1093/humrep/des321

15. Relationship between trace elements status in mane hair and atrial fibrillation in horse / K. Asano, K. Suzuki, M. Chiba [et al.] // J Vet Med Sci. – 2006. – Jul, Vol. 68 (7). – P. 769–771. – URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Relationship-between-trace-elements-status-in-mane-Asano-Suzuki/5119ffd1c87419ac14b465173e7579e99cdf68da.

16. Фролов А.Н., Завьялов О.А., Харламов А.В. Взаимосвязь уровня концентраций химических элементов в шерсти с количественными и качественными характеристиками семени у быков производителей голштинской породы // Аграрный научный журнал. – 2022. – № 11. – С. 91–95. – doi: 10.28983/asj.y2022i11pp91–95.

17. Качество спермы быков красных пород ОАО племпредприятие «Барнаульское» и устойчивость её к криоконсервации / А.И. Желтиков, Т.В. Коновалова, О.И. Себежко, В.В. Ильин, П.Н. Пальчиков, О.С. Короткевич, В.Л. Петухов, М.В. Стрижкова, О.А. Зайко, В.Г. Маренков, К.Н. Нарожных // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2021. – № 1 (58). – С. 92–100. – DOI: 10.31677/2072–6724–2021–58–1–92–100.

18. Оценка быков–производителей черно–пестрой породы по качеству спермопродукции / А.И. Желтиков, О.С. Короткевич, В.В. Вастьянов, Е.В. Камалдинов // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). – 2010. – № 1 (13). – С. 26–29.

19. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных : справ. пособие. – 3–е изд., перераб. и доп. / под ред. А.П. Калашникова, В.И. Фисинина, В.В. Щеглова, Н.И. Клейменова. – М., 2003. – 456 с.

20. Фролов А.Н., Завьялов О.А., Харламов А.В. Референсные интервалы концентраций химических элементов в шерсти быков–производителей голштинской породы // Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2022. – № 100. – С. 286–292. – URL: https://proceedings.kubsau.ru/issue/2022/100/286-292.

21. Banjoko S.O., Adeseolu F.O. Seminal Plasma pH, Inorganic Phosphate, Total and Ionized Calcium Concentrations In The Assessment of Human Spermatozoa Function // J Clin Diagn Res. – 2013. – Nov, Vol. 7 (11). – P. 2483–2486. – DOI: 10.7860/JCDR/2013/6194.3585.

22. The rate of change in Ca⁽²⁺⁾ concentration controls sperm chemotaxis / L. Alvarez, L. Dai, B.M. Friedrich [et al.] // J Cell Biol. – 2012. – Mar 5, Vol. 196 (5). – P. 653–563. – DOI: 10.1083/jcb.201106096.

23. Tyler N.C., Namntu M., Ciacciariello M. Research Note: The effect of crude protein and calcium intake on fertility of male broiler breeders // Poult Sci. – 2021. – Sep, Vol. 100 (9). – P. 101284. – DOI: 10.1016/j.psj.2021.101284.