Нажмите здесь, чтобы открыть версию в формате PDF
Introduction (Введение)
В нашем предыдущем Calf Note мы рассмотрели, почему кажущаяся эффективность абсорбции (AEA) иммуноглобулина G (IgG) никогда не достигает 100%, подчеркнув динамический обмен между внутрисосудистым и внесосудистым пространствами. Это обсуждение подчеркнуло важную реальность: AEA не является фиксированной биологической константой, а представляет собой расчетную оценку, на которую влияют несколько физиологических и методологических факторов.
Другим ключевым компонентом AEA является объем плазмы (PV), который используется для расчета общего количества IgG, абсорбированного в кровоток. Объем плазмы может быть измерен одним из нескольких методов или оценен по массе тела (BW), поскольку показано, что PV тесно связан с BW у многих видов животных. Однако вариабельность PV важна для нашего понимания AEA и — что особенно важно — вариабельности при расчете AEA.
Plasma Volume: Assumption vs. Reality (Объем плазмы: предположение vs. реальность)
В большинстве исследований пассивного переноса объем плазмы предполагается как фиксированная доля BW, обычно в диапазоне от 7% до 10% BW. Это предположение упрощает расчеты AEA, поскольку PV необходим для преобразования концентрации IgG в сыворотке (г/л) в общую массу циркулирующего IgG. Однако PV не является фиксированным. Это биологическая переменная, которая изменяется в зависимости от уровня гидратации, кормления, возраста и физиологической адаптации после рождения. Рассмотрение PV как постоянной величины приводит к ошибкам в расчетах AEA — ошибкам, которые могут быть значительными в зависимости от условий.
Measuring Plasma Volume: Methods and Limitations (Измерение объема плазмы: методы и ограничения)
Исследователи использовали несколько методов для оценки объема плазмы у новорожденных телят, включая методы разведения красителей и изотопные методы.
Evans Blue Dye (Краситель Эванса синего)
Наиболее распространенный подход использует краситель Эванса синего (EBD), который связывается с альбумином и предполагается, что он остается в сосудистом пространстве. После введения берутся образцы крови, и PV рассчитывается на основе разведения. Однако этот метод имеет ограничения, включая время уравновешивания. Обычно перед отбором проб используется период в 10 минут. В течение этого времени часть красителя может покинуть сосудистое пространство или быть метаболизирована или перераспределена. Поэтому многие исследователи включают корректирующий коэффициент для учета этой потери красителя в период уравновешивания (например, Quigley et al., 1998a).
Другие исследователи многократно измеряли концентрации EBD после введения начальной дозы животному. Затем они могут построить линию регрессии и оценить значение в момент времени ноль (т.е. пересечение), что корректирует ошибку уравновешивания.
Другие исследователи использовали радиоактивные изотопы, такие как белки, меченные 131I (например, Möllerberg et al., 1975), для оценки PV. Разумеется, эти подходы более сложны в использовании и в настоящее время применяются редко.
Связь между BW и PV (миллилитры) у молодых телят показана на рисунке 1, который взят из Quigley et al. (1998a).
В этом исследовании мы сообщили, что PV был связан с массой тела при рождении, породой (голштинская или джерсейская) и возрастом на момент отбора проб. Уравнение регрессии было следующим:
PV = -2393.1 + 68.09 × BW + 404.1 × breed + 127.3 × age
Где BW — масса тела теленка, кг; breed — 0 = джерсейская, 1 = голштинская; age = возраст в часах. r² регрессии = 0.60.
В целом связь между BW и PV превышает 0.80; в этом исследовании мы работали с однодневными телятами, у которых происходило быстрое и вариабельное увеличение PV вследствие потребления молозива, абсорбции больших количеств белка, жира и лактозы — все это может влиять на динамику жидкостей организма и общий PV. Наши данные — без корректировки на экспериментальную ошибку — показали, что PV составлял 9.9% BW у голштинских телят и 9.71% BW у джерсейских телят. После корректировки на потерю EBD в период уравновешивания значения составили 9.0% и 8.8% BW соответственно.
Range of Reported Plasma Volumes (Диапазон опубликованных значений объема плазмы)
Обзор литературы по молозиву у телят показывает, что предполагаемые или измеренные значения PV обычно варьируют от ~7% BW до >14% BW. Интересно, что Matte et al. (1982) кормили телят одной порцией молозива в возрасте 6, 12, 24, 36 или 48 часов. Они измеряли PV через 6 часов после кормления и сообщили, что PV, измеренный с использованием EBD, снижался с 14.5% BW при измерении в возрасте 12 часов до 9.2% в возрасте 54 часов. McEwan et al. (1968) сообщили, что PV у телят (n = 5), потреблявших молозиво, увеличивался с 6.6% до 9.3% BW, а у телят, получавших молоко вместо молозива, PV увеличивался с 6.3% до 8.7% BW. Различий между кормлением молоком и молозивом не было, но наблюдалось значительное влияние потребления жидкости. В этом исследовании объем плазмы измеряли в возрасте 72 часов. Этот диапазон может показаться умеренным, но его влияние на AEA существенно.
Таблица 1 показывает выборку опубликованных исследований и диапазоны сообщаемых значений PV. Очевидно, что существует значительная вариабельность в опубликованных оценках — от 5.3% до 14.5% BW как PV. PV = объем плазмы, % от BW.
The Impact of Feeding and Hydration on PV (Влияние кормления и гидратации на PV)
Объем плазмы не является статичным у новорожденного теленка — он быстро изменяется после рождения, особенно в ответ на кормление.
Некоторые факторы, влияющие на динамику жидкостей у теленка и, следовательно, на PV, включают кормление жидкостями (молозиво, молоко, заменитель молока), что увеличивает потребление жидкости. Абсорбция жидкости расширяет PV и может происходить в течение нескольких часов после кормления. В результате теленок, отобранный в 24 часа, может иметь другой PV, чем тот же теленок в 32 или 48 часов. Дополнительные кормления (например, заменитель молока после молозива) дополнительно влияют на PV. Таким образом, вариации в способе кормления телят в ходе исследования вносят дополнительную вариабельность.
Это означает, что PV на момент отбора крови является подвижной величиной.
Timing of Blood Sampling: Another Layer of Variation (Время отбора крови: еще один уровень вариабельности)
Время измерения сывороточного IgG является еще одним критическим фактором. Распространенные моменты отбора включают 24, 28–32 часа и 48 часов. Однако эти временные точки не являются физиологически эквивалентными. Продолжающаяся абсорбция и перераспределение IgG могут происходить, и PV может увеличиваться из-за продолжающегося кормления. Абсорбированный IgG может перемещаться во внесосудистые компартменты при более поздних сроках отбора. Часть IgG может метаболизироваться и фильтроваться почками с выведением с мочой.
Если телята не управляются одинаково между рождением и отбором проб (например, различия в кормлении заменителем молока после молозива), тогда измеренная концентрация IgG в сыворотке отражает как массу IgG, так и PV в этот момент, и различия в PV могут скрывать истинные различия в абсорбции IgG.
Implications for AEA Calculations (Последствия для расчетов AEA)
AEA обычно рассчитывается как:
AEA (%) = [IgG в сыворотке (г/л) × Объем плазмы (л)] / Потребление IgG (г) × 100
Каждый компонент содержит неопределенность:
• IgG в сыворотке → зависит от времени отбора и аналитического метода
• Потребление IgG → часто оценивается, а не измеряется напрямую
• Объем плазмы → предполагается или измеряется неточно
Среди них PV часто рассматривается как наиболее «определенный» — тогда как на самом деле он может быть одним из крупнейших источников ошибки. Выбор конкретного коэффициента для PV (например, 7% против 10% BW) влияет на конечные значения.
Таблица 2 показывает эффект расчета PV как 10% BW против 5.5% BW для теленка массой 40 кг, получившего 150 г IgG и имеющего концентрацию IgG в сыворотке 15 г/л. Расчетная AEA снижается с 40% до 22% только на основании выбранного коэффициента. Это важное соображение для любого исследования, сообщающего данные по абсорбции IgG.
Putting It Together (Обобщение)
При интерпретации значений AEA мы должны признать, что это не точные измерения, а оценки, полученные из динамической биологической системы.
Вариабельность объема плазмы возникает из:
• Биологических различий между телятами
• Состояния кормления и гидратации
• Времени отбора проб
• Методологических различий измерения (например, краситель vs. изотоп, с коррекцией vs. без коррекции)
• Предположений, используемых в расчетах
Эти факторы могут существенно изменить расчетную AEA — даже когда основная биология абсорбции IgG не изменилась.
Practical Take-Home Points (Практические выводы)
• Объем плазмы не является постоянным; это динамическая переменная
• Предполагаемые значения PV (7–9.8% BW) могут значительно влиять на расчетную AEA
• Методы измерения PV (например, Evans Blue) вводят вариабельность
• Состояние кормления и гидратации перед отбором влияет на PV
• Время отбора крови добавляет еще один уровень вариабельности
• Различия в AEA между исследованиями могут отражать методологию в той же мере, что и биологию
Research Recommendations (Рекомендации для исследований)
Выбор коэффициента PV должен учитывать породу и время кормления и отбора проб. Данные Cabral et al. (2015) и Quigley et al. (1998a) показывают, что коэффициент около 9% BW для голштинских телят, отобранных в возрасте 24 часов, является подходящим.
Программы кормления должны строго контролироваться и точно описываться. Дополнительные кормления молозивом или другими жидкостями до отбора крови будут вводить вариабельность в расчеты.
Отбор проб в фиксированный момент времени — предпочтительно в возрасте 24.00 часа для исследований кормления молозивом — поможет снизить ошибку в расчетах PV.
Если используется EBD, рекомендуется 10-минутный корректирующий коэффициент Quigley et al. (1998a) равный 0.906.
Summary (Резюме)
Объем плазмы является критическим — но часто недооцениваемым — компонентом расчетов AEA. Поскольку PV является динамическим и трудно поддается точному измерению, он вносит присущую вариабельность в оценки абсорбции IgG. Признание ограничений предположений о PV и методов его измерения помогает нам лучше интерпретировать значения AEA — не как фиксированные истины, а как приближения в рамках сложной и изменяющейся физиологической системы.
Понимание и учет объема плазмы улучшит нашу способность оценивать пассивный перенос и уточнить интерпретацию данных сывороточного IgG у новорожденных телят.
References (Список литературы)
Cabral, R. G., C. E. Chapman, E. J. Kent, and P. S. Erickson. 2015. Estimating plasma volume in neonatal Holstein calves fed one or two feedings of a lacteal-based colostrum replacer using Evans blue dye and hematocrit values at various time points. Can. J. Anim. Sci. 95:293-298.
Chigerwe, M., D. M. Coons, and J. V. Hage. 2012. Comparison of colostrum feeding by nipple bottle versus oroesophageal tubing in Holstein dairy bull calves. J. Am. Vet. Med. Assoc. 241:104–109.
Dalton, R. G., and E. W. Fisher. 1961. Plasma and blood volume in Ayrshire cattle. Br. Vet. J. 117:115-119.
Drewry, J. J., J. D. Quigley, III., D. R. Geiser, and M. G. Welborn. 1999. Effects of high arterial carbon dioxide tension on efficiency of immunoglobulin G absorption in calves. Am. J. Vet. Res. 60:609-614.
Husband, A. J., M. R. Brandon, and A. K. Lascelles. 1973. The effect of corticosteroid on absorption and endogenous production of immunoglobulins in calves. Aust. J. Exp. Biol. Med. Sci. 51:707.
Matte, J. J., C. L. Girard, J. R. Seoane, and G. J. Brisson. 1982. Absorption of colostrum immunoglobulin G in the newborn dairy calf. J. Dairy Sci. 65:1765—1770.
McEwan, A. D., E. W. Fisher, and I. E. Selman. 1968. The effect of colostrum on the volume and composition of the plasma of calves. Res. Vet. Sci. 9:284-286.
Möllerberg, L., L. Ekman and S. Jacobsson. 1975. Plasma and blood volume in the calf from birth till 90 days of age. Acta Vet Scand. 16:178-185.
Quigley, J. D. III, J. J. Drewry, and K. R. Martin. 1998a. Estimation of plasma volume in Holstein and Jersey calves. J. Dairy Sci. 81:1308-1312.
Quigley, J. D., III, D. L. Fike, M. N. Egerton, J. J. Drewry, and J. D. Arthington. 1998b. Effects of a colostrum replacement product derived from serum on immunoglobulin G absorption by calves. J. Dairy Sci. 81:1936-1939.
Thornton, J. R., and P. B. English. 1978. Body water of calves: Change in distribution with diarrhoea. Br. Vet. J. 134:445-453.