Антиоксидантная система защиты и липидный обмен у молодняка крупного рогатого скота в возрастной динамике

Оценивали интенсивность перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы защиты у телят черно-пестрой породы в возрастной динамике. Определяли концентрацию в крови глутатиона, пероксидазы, каталазы, церулоплазмина, фосфолипидов, малонового альдегида, количество в -липопротеидов у телят в возрасте от 5 сут до 2 мес.

Как известно, процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) играют важную роль не только в нормальной жизнедеятельности клеток, но и выступают как универсальное неспецифическое звено различных патофизиологических процессов. В зависимости от интенсивности и продолжительности действия факторов физической, химической и биологической природы изменения в регуляции ПОЛ могут носить как обратимый, так и необратимый характер (1 -3).

Интенсивность ПОЛ и функциональная мощность антиоксидантной системы защиты (АОЗ) являются видоспецифичными и обусловлены эволюционно сложившимися особенностями. Интенсивность ПОЛ и АОЗ — неотъемлемый компонент метаболической реакции организма на воздействие стрессов, канцерогенных веществ, радионуклидов, патогенных микроорганизмов и др. Процесс свободнорадикального окисления носит цепной характер (2-7).

Обязательным условием ПОЛ является наличие в системе свободных радикалов, накопление которых регулируется АОЗ, основной функцией которой является поддержание стабильной концентрации свободных радикалов и активных форм кислорода в организме животных. В систему АОЗ входит антиокси-дативный ферментный комплекс, в том числе внутриклеточные ферменты, которые служат своеобразными «ловушками метаболитов реактивного кислорода» (1, 3, 4). Ферментативный комплекс включает в себя церулоплазмин, пероксидазу и каталазу, которые устраняют избытки супероксидного аниона О 2 и перекись водорода (Н 2 О 2 ) и тем самым предотвращают накопление более реактивных метаболитов кислорода (8). Так, каталаза расщепляет радикалы водорода до молекул воды и молекулярного кислорода. В клетках этот фермент локализован в основном в пероксисомах, в которых содержатся также ферменты, катализирующие образование перекиси водорода, участвующей в процессах неспецифической иммунной защиты. Пероксидаза широко распространена в клетках животных и локализована в цитозоле и матриксе митохондрий. Церулоплазмин повышает стабильность клеточных мембран, участвует в иммунологических реакциях, ионном обмене, оказывает антиоксидантное действие (препятствует ПОЛ клеточных мембран), стимулирует гемопоэз. Глутатион поддерживает дисульфидное равновесие, оказывает влияние на активность ферментов, регулируя углеводный, липидный и белковый обмены, свойства и функции биологических мембран, биосинтез ДНК и белков. У животных ПОЛ обусловлено в основном входящими в их состав полиненасыщенными жирными кислотами (9, 10).

Липидный слой клеточной и внутриклеточных мембран выполняет две основные функции: барьерную и структурную. В нормально функционирующей клетке срединная часть липидного слоя представляет собой сплошную пленку, образованную углеводородными хвостами фосфолипидных молекул. Повреждение этого сплошного барьера приводит к нарушению регуляции внутриклеточных процессов и тяжелым расстройствам клеточных функций. Метаболические реакции, в которые вовлекаются липиды (фосфолипиды и липопротеиды), в нормальных физиологических условиях, а также при развитии многих патологических процессов имеют решающее значение для функционирования биоло-46

гических мембран не только как структурных, определяющих внутриклеточную организацию, но и как важнейших регуляторов проявления жизнедеятельности клетки — проницаемости, рецепции, ферментативного катализа и др. (10).

В задачу нашей работы входила оценка интенсивности ПОЛ и АОЗ у молодняка крупного рогатого скота в возрастной динамике с целью выявления нарушений метаболизма на ранних стадиях развития.

Методика . Объектом исследований служили телята черно-пестрой породы в возрасте 5-60 сут ( n = 25) из хозяйства, благополучного по заболеваниям обмена веществ. Кровь у животных брали каждые 5 сут утром до кормления. Анализы проводили в лаборатории фармакологии и токсикологии ВИЭВ им. Я.Р. Коваленко. Концентрацию в крови глутатиона, пероксидазы, каталазы и церулоплазмина определяли по общепринятым методам (11), фосфолипидов — по Камышникову (12), количество в -липопротеидов — по Ледвину (13). Статистическую обработку данных проводили по Лакину (14).

Результаты . Возрастная динамика ТБК-активных продуктов характеризовалась достоверным повышением концентрации малонового диальдегида у телят до 15-суточного возраста с 2,11 до 4,31 мкмоль /л; на 20-25-е сут этот показатель снижался до 1,27 мкмоль/л, а в возрасте 30-45 сут существенно повышался — до 3,22-3,48 мкмоль/л (табл.). У 50-60-суточных телят концентрация в крови ТБК-активных продуктов стабилизировалась и составляла 0,78 -0,99 мкмоль/л. Высокая интенсивность образования метаболитов ПОЛ (ТБК-активные продукты) у телят 1 -45-суточного возраста, видимо, связана со становлением систем иммунитета и неспецифической резистентности. У животных в возрасте 50-60 сут выявлена низкая и достоверно стабильная концентрация в крови ТБК-активных продуктов.

Концентрация каталазы в крови телят 5-суточного возраста составляла 36,63 мкмоль Н₂О₂/(л ^ мин), а затем с 10-х по 30-е сут снижалась до 10,93 мкмоль Н₂О₂/(л ^ мин); в период с 35-х по 60-е сут этот показатель стабилизировался и составлял 23,73-26,34 мкмоль Н₂О₂/(л ^ мин). Ферментативная активность пероксидазы в период 5-30 сут составляла 51,52-48,84 ед. опт. пл/(л • с), а затем снижалась до 10,92-16,34 ед. опт. пл/(л • с).

Концентрация церулоплазмина в сыворотке крови телят была достаточно стабильной — 243-290 мкмоль бензохинона/(л ^ мин), хотя в возрасте 15, 25 и 30 сут несколько снижалась — 120,7-170 мкмоль бензохинона/(л ^ мин).

Концентрация в сыворотке крови глутатиона у телят в возрасте 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 35 сут составляла соответственно 2,56; 3,50; 1,88; 1,75; 2,02; 2,41 и 1,05-1,26 ммоль/л.

Показатели перекисного окисления липидов и системы антиоксидантной защиты у телят черно-пестрой породы в возрастной динамике ( n = 25)

Возраст теленка, сут

Концентрация в крови внутриклеточных ферментов

Количество β -липопротеидов, мг%

ТБК-ак-тивные продукты, мкмоль/л

Каталаза, мкмоль Н 2 О 2 /(л ⋅ мин)

Пероксидаза, ед. опт. пл/(л ⋅ с)

Церулоплазмин, мкмоль бензохино-на/(л ⋅ мин)

Глутатион, ммоль/л

Фосфолипиды, ммоль/л

общий

восстановленный

окисленный

окислен- ный/вос- становлен-ный

восстановлен-ный/об-щий

белки

липиды

общее (суммарное)

5

2,11 ± 0,10

36,63 ± 8,18

51,52 ± 11,52

243,40 ± 53,43

2,56 ± 0,12

1,56 ± 0,34

0,99 ± 0,21

0,63

0,60

162,12 ± 36,25

114,68 ± 25,64

432,40 ± 16,69

547,08 ± 122,30

10

2,10 ± 0,18

11,06 ± 2,03

59,35 ± 10,88

283,30 ± 51,90

3,50 ± 0,09

2,58 ± 0,47

0,92 ± 0,38

0,80

0,73

105,70 ± 19,38

102,88 ± 18,86

387,90 ± 11,10

490,82 ± 89,96

15

4,31 ± 0,10

16,20 ± 11,50

49,98 ± 35,40

170,00 ± 120,0

1,88 ± 1,30

1,27 ± 1,10

0,60 ± 0,40

0,48

0,67

173,00 ± 122,10

90,28 ± 64,00

340,40 ± 241,10

430,00 ± 305,10

20

1,27 ± 0,30

14,08 ± 3,52

49,58 ± 12,40

207,50 ± 51,87

1,75 ± 0,44

1,35 ± 0,34

0,39 ± 0,10

0,29

0,77

185,80 ± 46,45

148,23 ± 37,06

558,90 ± 13,73

707,13 ± 176,78

25

1,69 ± 0,31

12,23 ± 2,26

37,19 ± 6,82

137,16 ± 25,14

2,02 ± 0,37

1,44 ± 0,26

0,58 ± 0,11

0,40

0,71

181,05 ± 33,16

131,76 ± 27,00

496,80 ± 10,80

628,56 ± 128,80

30

3,61 ± 0,21

10,93 ± 3,10

48,84 ± 7,12

120,70 ± 11,20

2,41 ± 0,21

1,73 ± 0,09

0,68 ± 0,23

0,39

0,71

242,00 ± 15,60

207,40 ± 17,40

782,00 ± 58,70

989,40 ± 56,70

35

2,50 ± 0,12

27,39 ± 0,12

10,92 ± 0,50

242,40 ± 22,30

1,72 ± 0,25

1,43 ± 0,21

0,28 ± 0,15

0,19

0,83

159,14 ± 11,76

145,60 ± 6,42

549,20 ± 7,17

695,00 ± 11,90

40

3,22 ± 0,13

28,60 ± 0,29

16,24 ± 0,91

205,00 ± 54,70

2,10 ± 0,15

1,39 ± 0,19

0,69 ± 0,21

0,52

0,66

147,20 ± 10,80

143,90 ± 6,90

542,86 ± 4,89

687,00 ± 12,60

45

3,48 ± 0,22

23,73 ± 0,22

11,70 ± 0,11

213,30 ± 34,20

1,05 ± 0,11

0,65 ± 0,12

0,43 ± 0,12

0,61

0,61

138,50 ± 14,90

134,00 ± 7,20

568,00 ± 10,10

702,00 ± 15,20

50

0,78 ± 0,01

23,82 ± 5,16

13,75 ± 1,06

250,00 ± 13,40

1,46 ± 0,16

1,31 ± 0,23

0,65 ± 0,03

0,11

0,89

174,50 ± 1,92

154,30 ± 1,02

581,80 ± 3,78

736,20 ± 4,78

55

0,96 ± 0,09

24,50 ± 4,90

21,13 ± 2,04

340,00 ± 12,50

1,49 ± 0,42

0,88 ± 0,14

0,61 ± 0,01

0,16

0,85

175,00 ± 0,90

147,60 ± 1,41

556,60 ± 3,26

704,20 ± 5,83

60

0,99 ± 0,06

26,34 ± 0,87

16,34 ± 0,87

290,00 ± 10,70

1,46 ± 0,55

0,89 ± 0,05

0,57 ± 0,11

0,41

0,70

101,00 ± 1,45

157,90 ± 0,94

597,70 ± 1,04

753,60 ± 4,97

Концентрация фосфолипидов и количество β -липопротеидов в крови телят в возрасте 30 сут составляли соответственно 242 ммоль/л и 989,4 мг%, в возрасте 60 сут — соответственно 101,0 ммоль/л и 753,6 мг%.

Таким образом, в первые сутки жизни телят и до 45-суточного возраста происходит закономерное повышение концентрации ТБК-активных продуктов и глутатиона, что, по нашему мнению, связано с переходным периодом в кормлении животных. Концентрация фосфолипидов и количество β -липопротеидов в крови животных повышается к 30-суточному возрасту, а затем стабилизируется. Концентрация каталазы и церулоплазмина снижается к 30-суточному возрасту, а затем повышается и стабилизируется в период 45-60 сут. Концентрация пероксидазы, наоборот, стабильно снижается в возрастной динамике, хотя наименьший показатель отмечен в возрасте 30 сут. Следовательно, резкое увеличение концентрации вторичных метаболитов ПОЛ наблюдается до 45-суточного возраста телят. Полученные нами данные могут быть использованы при оценке общего физиологического статуса животных.

Итак, при изменении условий содержания и воздействии неблагоприятных факторов необходимо у молодняка крупного рогатого скота определять показатели свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты, которые в определенной степени зависят от состояния и возраста животных и отражают процессы метаболизма, что позволит оценивать физиологическое состояние телят разного возраста.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    Г у л я е в а Л.Ф., К о л о с о в а Н.Г. Временные изменения содержания малонового диальдегида и токоферола в поджелудочной железе крыс в первые часы острого панкреатита. Бюл. экспер. биол., 2000, 29, 5: 536-538.

• 2.    Ж у р а в л е в А.И. Свободнорадикальная биология В сб.: Свободнорадикальная патология, применение биоантиокислителей в биологии, животноводстве, ветеринарии. 2 изд., испр. и доп. М., 1993.

• 3.    К а р м о л и е в Р.Х. Биохимические процессы при свободнорадикальном окислении и антиоксидантной защите. Профилактика окислительного стресса у животных. С.-х. биол., 2002, 2: 19-28.

• 4.    К о л о с о в а Н.Г., П а н и н Л.Е. Регистрация генерации активированных кислородных метаболитов ферментативными системами преждевременно стареющих крыс линии OXYS методами хемилюминесцентного анализа. Бюл. СО РАМН, 2000, 3: 124-129.

• 5.    К р ю к о в О.А., Г а л о ч к и н В.А. Антиоксидантная активность и неспецифическая резистентность организма свиней разного потенциала продуктивности. Тез. докл. Третьей междунар. конф. «Актуальные проблемы биологии в животноводстве». Боровск, 2000: 308-309.

• 6.    С т е п а н е н к о М.В., Ф а р х у т д и н о в Р.Р. Свободно-радикальное окисление крови у телят при бронхите и возможность его коррекции. Совр. вопросы вет. мед. и биол. Уфа, 2000: 283-285.

• 7.    Л ы с е н к о Н.И. Регуляция перекисного окисления липидов при стрессе. Вет. медицина, 2000, 78, 2: 125-127.

• 8.    S o n g i s e p p E., K a l s J., K u l l i s a a r T. e.a Evaluation of the functional efficacy of an antioxidative probiotic in healthy volunteeras. Nutrition J., 2005, 4 (22): 1475-1480.

• 9.    K i s h o r e K.W., J o s e p h O. Humtsoe anti-lipid phosphate phosphohydrolase-3 (LPP3) antibody inhibits bFGF- and VEGF-induced capillary morphogenesis of endothelial cells. Cell Communication and Signaling, 2005, 3: 1478-1482.

• 10.    M a t h e w T.C., A b u l F., A l - S a y e r H. e.a. Antioxidant enzyme level in the testes of cirrhotic rats. Nutrition, 2002, 18 (1): 56-59.

• 11.    Методическое пособие по изучению процессов перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы защиты организма у животных. Воронеж, 1997.

• 12.  К а м ы ш н и к о в В.С. Клинико-биохимическая лабораторная диагностика. Минск, 2003.

• 13.  Л е д в и н а М.И. Определение β -липопротеидов в сыворотке крови турбометрическим методом.

• 14.    Л а к и н Г.Ф. Биометрия. М., 1990.

Лабораторное дело, 1960, 3: 13-17.

Всероссийский НИИ экспериментальной                      Поступила в редакцию

ветеринарии им. Я.Р. Коваленко,                               31 октября 2005 года

109428, Москва, Рязанский просп., 24, корп. 1

ANTIOXIDANT PROTECTION SYSTEM AND LIPID METABOLISM

IN YOUNG CATTLE IN AGE-SPECIFIC DYNAMICS

N.A. Kostromitinov, I.V. Sidorov, E.A. Sumenkova

S u m m a r y

The authors estimated the intensity of lipids peroxidation and antioxidant protection system in calves of the Black-and-White breed in connection with their age. The concentrations in blood of glutathione, peroxidase, catalase, ceruloplasmin, phospholipids, malonic aldehyde, an amount of β-lipoproteides were determined in animals at the age from 5 days to 2 months. It was shown, that concentration in blood of the second metabolites of lipids peroxidation increase up to 45 days of animals age and after that the parameters become stabilize.

Новые книги

Д у д н и к о в С.А. Количественная эпизоотология: основы прикладной эпидемиологии и биостатистики. Владимир: изд-во «Демиург», 2004, 460 с.

В монографии изложены основные подходы, позволяющие проводить количественную оценку и анализ процессов и явлений, сопровождаемых изменением состояния здоровья популяции животных. Представлены методы количественной эпизоотологии, использование которых дает возможность в равной степени решать вопросы заразной и незаразной патологии, а также оценивать воздействие различных экологических факторов на здоровье животных. Освещены основные приемы и методы описательной, экспериментальной (как правило, полевой) и теоретической эпидемиологии применительно к ветеринарной проблематике. Отражены базовые вопросы эпидемиологии, которые, исходя из принципа единства медикобиологических дисциплин, адаптированы к ветеринарной науке. Рассматриваются методические и статистические подходы к процессу отбора проб и основные параметры оценки результативности диагностических тестов (в том числе серологических).

Система кормления высокопродуктивных коров айрширской породы. Рекомендации. Новая Вилга, 2005, 26 с.

В рекомендациях рассматриваются основные требования, предъявляемые к химическому составу кормов высокопродуктивных коров айрширской породы. Приведены детали- зированные нормы кормления на основе использования новых нетрадиционных добавок. Описана структура рационов и особенности кормления коров по фазам лактации, а также дойных коров и животных в сухостойный период.

П а в л о в а Р.С., К у л а к о в с к а я Т.В., К о з л о в В.И. и др. Карельская государственная сельскохозяйственная опытная станция: 70 лет истории развития кормопроизводства Карелии (1935-2005 гг.) /Под ред. Т.В. Кулаковской. Петрозаводск, 2005, 178 с.

В книге подробно изложены в хронологическом порядке основные этапы становления научной и производственной деятельности Карельской государственной сельскохозяйственной опытной станции в области кормопроизводства. Показана практическая значимость достижений сотрудников станции в решении народнохозяйственных проблем республики. Впервые представлены результаты многолетних исследований и обобщен опыт по освоению, улучшению и рациональному использованию естественных кормовых угодий, а также сеяных однолетних культур и многолетних трав на мелиорированных и органогенных почвах. Уделено внимание вопросам оценки экономической и агроэнергетической эффективности разработанных и внедряемых в производство технологий, направленных на повышение продуктивности и улучшение качества кормов. Рассматриваются экологические основы интенсификации производства кормов.