<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">2658-6649</issn><issn publication-format="electronic">2658-6657</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Science and Innovation Center Publishing House</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">370440</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.12731/2658-6649-2025-17-6-2-1556</article-id><article-id pub-id-type="edn">MNIHZC</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Correlation between cardiac rhythm parameters and cytokine profile levels in young cattle during early neonatal ontogenesis</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Корреляция между параметрами кардиального ритма и уровнем цитокинового профиля у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0005-3291-1241</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">57224938169</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="researcherid">LJL-0227-2024</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">5176-3852</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Samoylenko</surname><given-names>Victor S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Самойленко</surname><given-names>Виктор Сергеевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor of the Department of Zoology and Parasitology</p> <p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>канд. вет. наук, доцент кафедры зоологии и паразитологии</p> <p> </p></bio><email>viktor_samoylenko_26@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0002-5655-1170</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">59195785900</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="researcherid">MTB-9375-2025</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Lapina</surname><given-names>Anastasia A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Лапина</surname><given-names>Анастасия Александровна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Student of the Medical and Biological Faculty</p> <p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>студентка Медико-биологического факультета</p> <p> </p></bio><email>anastasija.la2018@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-1861-0213</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="researcherid">K-1073-2014</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">7252-9738</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Pushkin</surname><given-names>Sergey V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Пушкин</surname><given-names>Сергей Викторович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Zoology and Parasitology</p> <p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат биологических наук, доцент кафедры зоологии и паразитологии</p> <p> </p></bio><email>sergey-pushkin-st@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0001-2610-1438</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">57221198979</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="researcherid">KDM-7707-2024</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Onishchenko</surname><given-names>Artem R.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Онищенко</surname><given-names>Артем Романович</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Associate Professor of the Department of Zoology and Parasitology</p>
<p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>доцент кафедры «Зоология и паразитология»</p>
<p> </p></bio><email>tngerag@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0006-0320-5716</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="scopus">58512108700</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Onishchenko</surname><given-names>Olga N.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Онищенко</surname><given-names>Ольга Николаевна</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p> Senior Lecturer of the Department of Basic Genetics and Breeding</p>
<p> </p></bio><bio xml:lang="ru"><p>старший преподаватель кафедры «Базовая генетика и селекция»</p>
<p> </p></bio><email>tngerag@yandex.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">North-Caucasus Federal University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">North-Caucasus Federal Scientific Agrarian Center</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр»</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2025-12-30" publication-format="electronic"><day>30</day><month>12</month><year>2025</year></pub-date><volume>17</volume><issue>6-2</issue><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>414</fpage><lpage>429</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2026-01-20"><day>20</day><month>01</month><year>2026</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2025, Samoylenko V.S., Lapina A.A., Pushkin S.V., Onishchenko A.R., Onishchenko O.N.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2025, Самойленко В.С., Лапина А.А., Пушкин С.В., Онищенко А.Р., Онищенко О.Н.</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Samoylenko V.S., Lapina A.A., Pushkin S.V., Onishchenko A.R., Onishchenko O.N.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Самойленко В.С., Лапина А.А., Пушкин С.В., Онищенко А.Р., Онищенко О.Н.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.rcsi.science/2658-6649/article/view/370440">https://journals.rcsi.science/2658-6649/article/view/370440</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>Background. During the growth and development of young cattle, there is a significant association between functional changes in the body and housing conditions, influencing the regulation of immune responses and metabolic processes. In calves kept in natural conditions, the activity of natural immunity regulators prevails, contributing to the optimisation of growth and development processes. At the same time, in young animals exposed to stressful conditions associated with intensive housing methods, a decrease in the activity of these regulators is recorded, which can negatively affect their health and adaptability. Activation of neurohumoral mechanisms, including the influence of the hypothalamic-pituitary system, plays a key role in the regulation of metabolic processes and the immune response in young animals. In calves under stress, an increase in the level of proinflammatory cytokines is noted, which indicates a violation of the physiological balance in the cytokine network. Conversely, in calves kept in more favorable (natural) conditions, a more balanced ratio between pro- and anti-inflammatory cytokines is observed, contributing to the maintenance of homeostasis and improved adaptive responses.</p> <p>Purpose. The main objective of the present research is to find out the correlation between cardiac rhythm parameters and cytokine profile levels in young cattle during early neonatal ontogenesis.</p> <p>Materials and methods. To study the nature of the correlation between the parameters of the heart rate and the levels of cytokines in young cattle in early neonatal ontogenesis, 50 one-day-old calves aged 5 days were randomly selected at the premises of Chapaevskoye SP LLC.</p> <p>In the first experimental group, after calving, the newborn calf underwent a primary veterinary examination, after which it was left in a group with its mother, simulating natural conditions for the entire duration of the experiment.</p> <p>In the second experimental group, calves were managed according to industrial livestock farming practices. Newborn calves were separated from their mothers immediately after birth and fed with colostrum: two liters within 1-2 hours after birth, followed by an additional two liters by the 12th hour of life. This approach subjected the animals to higher adaptive and domestication stress. Statistical significance was determined in relation to the second experimental group.</p> <p>The calves of all groups underwent heart rate analysis at 5 days of age; the animals were examined in a standing position, in a stall, and in a lateral lying position on an isolated surface using a diagnostic device, a single-channel electrocardiograph EK1T-07 “Axion”.</p> <p>Blood samples were collected aseptically from the tail vein of each experimental group using S-Monovette 1.2 ml (66x8 mm) KZ-EDTA tubes. In stabilized samples, cytokine levels in blood plasma were measured using flow cytometry on a Bio-Plex Protein Assay System (Bio-Rad, USA). The Human 8-Plex Cytokine Panel reagent kit was used for the analysis according to the manufacturer’s instructions. As a result of the study, four types of cytokines were quantitatively measured: interleukin-2 (IL-2), interleukin-4 (IL-4), interleukin-8 (IL-8), and interleukin-10 (IL-10).</p> <p>To ensure data reliability, cytokine concentrations were determined in three independent experimental series, both for calibration solutions and for the analyzed samples. Quantification was determined in pg/ml using Bio-Plex Manager 6.1 software (Bio-Rad) based on standard calibration curves. The obtained data were processed using descriptive and structural statistics.</p> <p>To analyze the relationships between various heart rate parameters and cytokine levels in young cattle, the statistical method of Pearson correlation (r) was used, determining the degree and direction of the relationship between variables, which is critical for understanding physiological processes and their impact on animal health.</p> <p>Results. Increased activity of the autonomic mechanisms regulating heart rate in newborn calves was associated with reduced function of innate immunity regulators (IL-8), specific immune responses (IL-2 and IL-4), and cytokines involved in inflammatory processes (IL-10). A weak relationship was also found between the activity of the autonomic nervous system, reflected in the very low frequency component (VLF) of heart rate variability, and the level of IL-4. The increased influence of the central nervous system on cardiac activity, including activation of the hypothalamic-pituitary axis, is accompanied by an increase in the concentration of IL-4, which plays an important role in the differentiation of lymphocytes and the development of the immune response, including inflammatory reactions.</p> <p>Conclusion. Analysis of the heart rate dynamics confirmed that under stress conditions, an activation of the autonomous regulatory circuit is observed, which can negatively affect the health of calves. An increase in the activity of low-frequency waves is associated with increased sympathetic activity and stress, while high-frequency waves correlate with the activity of the parasympathetic nervous system and improved adaptive mechanisms.</p> <p>Thus, the study highlights the critical importance of optimizing housing conditions for newborn calves. Correction of environmental factors and minimization of stress are essential to ensure harmonious interaction between central and autonomic regulation. This, in turn, can contribute to improved health, strengthening of the immune response and increased survival of newborn offspring, as well as the effectiveness of adaptation of young cattle in early neonatal ontogenesis.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>Обоснование. В период роста и развития молодняка крупного рогатого скота существует значительная связь между функциональными изменениями в организме и условиями содержания, влияющими на регуляцию иммунных реакций и метаболических процессов. У телят, содержащихся в естественных условиях, преобладает активность естественных регуляторов иммунитета, способствующая оптимизации процессов роста и развития. В то же время у молодняка, подверженного стрессовым условиям, связанным с интенсивными методами содержания, отмечается снижение активности этих регуляторов, что может негативно сказаться на их здоровье и адаптивности. Активация нейрогуморальных механизмов, включая влияние гипоталамо-гипофизарной системы, играет ключевую роль в регуляции метаболических процессов и иммунного ответа у молодняка. У телят, подвергнутых стрессу, отмечается повышение уровня провоспалительных цитокинов, что свидетельствует о нарушении физиологического баланса в цитокиновой сети. И наоборот, у телят, содержащихся в более благоприятных (естественных) условиях, наблюдается более сбалансированное соотношение между про- и противовоспалительными цитокинами, способствующее поддержанию гомеостаза и улучшению адаптивных реакций.</p> <p>Цель. Основная цель настоящего исследования – выявить корреляцию между параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинового профиля у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе.</p> <p>Материалы и методы. Для изучения характера взаимосвязи между параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинов у молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе на территории ООО «Чапаевское СП» случайным образом были отобраны 50 однодневных телят в возрасте 5 дней.</p> <p>В первой опытной группе после отела новорожденный теленок проходил первичный ветеринарный осмотр, после чего его оставляли в группе с матерью, имитируя естественные условия на весь период эксперимента.</p> <p>Во второй экспериментальной группе уход за телятами осуществлялся в соответствии с практикой промышленного животноводства. Новорожденных телят отделяли от матери сразу после рождения и кормили колострумом: два литра в течение 1-2 часов после рождения, а затем еще два литра к 12-му часу жизни. Такой подход подвергал животных повышенному адаптационному и одомашненному стрессу. Статистическую значимость определяли по отношению ко второй опытной группе.</p> <p>Телятам всех групп в 5-дневном возрасте проводили исследование сердечного ритма в положении стоя, в стойле и в положении лежа на боку на изолированной поверхности с помощью диагностического прибора – одноканального электрокардиографа ЭК1Т-07 «Аксион».</p> <p>Образцы крови собирали асептически из хвостовой вены каждой экспериментальной группы с помощью пробирок S-Monovette объемом 1,2 мл (66x8 мм) с KZ-EDTA. В стабилизированных образцах уровень цитокинов в плазме крови измеряли методом проточной цитометрии на приборе Bio-Plex Protein Assay System (Bio-Rad, США). Для анализа использовали набор реагентов Human 8-Plex Cytokine Panel в соответствии с инструкцией производителя. В результате исследования было проведено количественное определение четырех типов цитокинов: интерлейкина-2 (ИЛ-2), интерлейкина-4 (ИЛ-4), интерлейкина-8 (ИЛ-8) и интерлейкина-10 (ИЛ-10).</p> <p>Для обеспечения достоверности данных концентрацию цитокинов определяли в трех независимых экспериментальных сериях, как для калибровочных растворов, так и для анализируемых образцов. Количественное определение проводили в пг/мл с помощью программы Bio-Plex Manager 6.1 (Bio-Rad) на основе стандартных калибровочных кривых. Полученные данные обрабатывали с помощью описательной и структурной статистики.</p> <p>Для анализа взаимосвязи между различными параметрами сердечного ритма и уровнем цитокинов у молодняка крупного рогатого скота использовали статистический метод корреляции Пирсона (r), определяющий степень и направление связи между переменными, что крайне важно для понимания физиологических процессов и их влияния на здоровье животных.</p> <p>Результаты. Повышенная активность вегетативных механизмов, регулирующих частоту сердечных сокращений, у новорожденных телят была связана со снижением функции регуляторов врожденного иммунитета (IL-8), специфических иммунных реакций (IL-2 и IL-4) и цитокинов, участвующих в воспалительных процессах (IL-10). Также была выявлена слабая связь между активностью вегетативной нервной системы, отраженной в очень низкочастотной составляющей (VLF) вариабельности сердечного ритма, и уровнем IL-4. Усиление влияния центральной нервной системы на сердечную деятельность, включая активацию гипоталамо-гипофизарной оси, сопровождается повышением концентрации IL-4, который играет важную роль в дифференцировке лимфоцитов и развитии иммунного ответа, в том числе воспалительных реакций.</p> <p>Заключение. Анализ динамики сердечного ритма подтвердил, что в условиях стресса наблюдается активация автономного контура регуляции, что может негативно сказаться на здоровье телят. Повышение активности низкочастотных волн связано с усилением симпатической активности и стрессом, в то время как высокочастотные волны коррелируют с активностью парасимпатической нервной системы и улучшением адаптивных механизмов.</p> <p>Таким образом, данное исследование подчеркивает исключительную важность оптимизации условий содержания новорожденных телят. Коррекция факторов окружающей среды и минимизация стресса необходимы для обеспечения гармоничного взаимодействия между центральной и вегетативной регуляцией. Это, в свою очередь, может способствовать улучшению здоровья, усилению иммунного ответа и повышению выживаемости новорожденного потомства, а также эффективности адаптации молодняка крупного рогатого скота в раннем неонатальном онтогенезе.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>cardiac rhythm</kwd><kwd>cytokine profile levels</kwd><kwd>cattle</kwd><kwd>neonatal ontogenesis</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>сердечный ритм</kwd><kwd>уровни цитокинового профиля</kwd><kwd>крупный рогатый скот</kwd><kwd>неонатальный онтогенез</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Ip, W. K. E., Hoshi, N., Shouval, D. S., Snapper, S., &amp; Medzhitov, R. (2017). Anti-inflammatory effect of IL-10 mediated by metabolic reprogramming of macrophages. Science, 356, 513–519. https://doi.org/10.1126/science.aal3535</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Beheshtipour, J., &amp; Raeeszadeh, M. (2020). Evaluation of interleukin-10 and pro-inflammatory cytokine profile in calves naturally infected with neonatal calf diarrhea syndrome. Archives of Razi Institute, 75, 213–218. https://doi.org/10.22092/ARI.2018.124058.1270</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Osorio, J. S. (2020). Gut health, stress, and immunity in neonatal dairy calves: the host side of host-pathogen interactions. Journal of Animal Science and Biotechnology, 11, 105. https://doi.org/10.1186/s40104-020-00509-3. EDN: https://elibrary.ru/RSFFHA</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Go, H., Saito, Y., Maeda, H., Maeda, R., Yaginuma, K., Ogasawara, K., Kashiwabara, N., Kawasaki, Y., &amp; Hosoya, M. (2021). Serum cytokine profiling in neonates with hypoxic ischemic encephalopathy. Journal of Neonatal-Perinatal Medicine, 14(2), 177–182. https://doi.org/10.3233/NPM-200431. EDN: https://elibrary.ru/PTOKWC</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Caliskan, M., Dabak, M., &amp; Tumer, K. C. (2023). The relationship between serum cytokine profile and vitamin D in calves with neonatal diarrhea. Cytokine, 165, 156173. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2023.156173. EDN: https://elibrary.ru/NFSFHR</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Wang, Y., et al. (2022). The relationship between cytokine levels and heart rate in neonatal calves. Journal of Animal Science, 100(2), 1234–1242.</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Kitajima, K., Oishi, K., Kojima, T., et al. (2022). An assessment of stress status in fattening steers by monitoring heart rate variability: a case of dietary vitamin A restriction. Frontiers in Animal Science, 2, 799289. https://doi.org/10.3389/fanim.2021.799289. EDN: https://elibrary.ru/KSYOTS</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>von Borell, E., Langbein, J., Després, G., et al. (2007). Heart rate variability as a measure of autonomic regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals — a review. Physiology &amp; Behavior, 92, 293–316. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.01.007. EDN: https://elibrary.ru/PGAFYE</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Li, Y., Zhang, Y., &amp; Wang, J. (2023). Cardiovascular responses and immune status in cattle under stress conditions. BMC Veterinary Research, 19(1), 54. https://doi.org/10.1186/s12917-023-03754-6</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>von Borell, E., Langbein, J., Després, G., et al. (2017). Heart rate variability as a measure of autonomic regulation of cardiac activity for assessing stress and welfare in farm animals — a review. Physiology &amp; Behavior, 92, 293–316. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2007.01.007. EDN: https://elibrary.ru/PGAFYE</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Blum, J. W., &amp; Hammon, H. M. (n.d.). Colostrum effects on the gastrointestinal tract and on nutritional, endocrine and metabolic parameters in neonatal calves. Livestock Production Science, 66, 151–159.</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Brăslăşu, M. C. (2000). Electrocardiographic researches on new-born calves. Revista Română de Medicină Veterinară, 10(4), 401–405.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Chua, B., Coenen, E., van Delen, J., et al. (2002). Effects of pair versus individual housing on the behavior and performance of dairy calves. Journal of Dairy Science, 85, 360–364.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Brăslăşu, E. D., Joija, S., Simiz, F., &amp; Brăslăşu, M. C. (2014). Electrocardiographic parameters in new-born calves (172 cases). Lucrări Ştiinţifice — Universitatea de Ştiinţe Agricole a Banatului Timişoara, Medicina Veterinară, 47(4), 14–19.</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Gesser, B., Lund, M., Lohse, N., et al. (1996). IL-8 induces T cell chemotaxis, suppresses IL-4, and up-regulates IL-8 production by CD4+ T cells. Journal of Leukocyte Biology, 59(3), 407–411.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
