Биохимические и молекулярно-генетические индикаторы антиоксидантной защиты и иммунитета у петушков (Gallus gallus domesticus) разных генотипов
Автор: Боголюбова Н.В., Некрасов Р.В., Никанова Д.А., Зеленченкова А.А., Колесник Н.С., Рыков Р.А., Волкова Н.А., Ветох А.Н., Ильина Л.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Механизмы защиты и адаптации
Статья в выпуске: 4 т.58, 2023 года.
Бесплатный доступ
Сравнительное изучение взаимосвязи процессов антиоксидантной защиты (АОЗ) и иммунитета в организме сельскохозяйственной птицы различных генотипов актуально при клинико-физиологической оценке состояния здоровья и поиске сочетаний генотипов для получения новых кроссов. В настоящей работе впервые установлены различия в биохимических и молекулярно-генетических индикаторах антиоксидантной защиты и иммунитета у петушков ( Gallus gallus domesticus ) пород русская белая, кросса Ross 308 и помесей пород русская белая и корниш. Описаны корреляции между экспрессией некоторых генов ферментов АОЗ и иммунитета в слепых отростках кишечника, тканях печени и среднесуточным приростом живой массы, а также между относительной экспрессией разных генов петушков. Целью работы было изучение факторов формирования иммунитета и антиоксидантного статуса, показателей неспецифического иммунитета, экспрессии генов ферментов, участвующих в антиоксидантной защите и развитии иммунного ответа, у петушков ( Gallus gallus domesticus ) разных генотипов. Исследования проводили в условиях физиологического двора ФИЦ животноводства - ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста в 2022 году. Образцы крови отбирали при убое в возрасте 9 нед у петушков русской белой породы (RW, n = 28), бройлеров кросса Ross 308 ( n = 9) и помесей пород русская белая и корниш (CORN × RW, n = 128). Определяли концентрацию продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТБК-АП), с использованием наборов «Агат-Мед» (Россия), активность церулоплазмина (ЦП) по методу Ревина, суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов (СКВА) - амперометрическим методом на приборе ЦветЯуза-01-АА с амперометрическим детектором («Химавтоматика», Россия), соотношение ТБК-АП к ЦП - расчетным методом. СКВА оценивали эквивалентно галловой кислоте. Для этого из раствора галловой кислоты (100 мг/дм3) готовили рабочие растворы для градуировки с массовой концентрацией 0,2; 0,5; 1,0 и 4,0 мг/дм3. Элюентом служил раствор ортофосфорной кислоты (0,0022 моль/дм3). Остальные показатели антиоксидантного статуса - содержание глутатиона восстановленного (E-BC-K096-M), активность супероксиддисмутазы (СОД) (E-BC-K020-M), каталазы (E-BC-K031-M) и общий антиоксидантный статус (ОАС) (E-BC-K219-M) - определяли ИФА-методом с использованием микропланшетного фотометра Immunochem-2100 («High Technology, Inc.», США) и коммерческих наборов («Elabscience Biotechnology, Inc.», Китай) согласно протоколам, предложенным производителем. Показатели неспецифического иммунитета петушков RW ( n = 12), CORN ½ RW ( n = 68) и Ross 308 ( n = 9) - бактерицидную (БАСК) и лизоцимную активность (ЛАСК) определяли с использованием микробиологического анализатора Multiskan FC («ThermoFisher Scientific, Inc.», Финляндия). Анализ относительной экспрессии генов проводили при помощи ПЦР в реальном времени. Для этого у петушков RW ( n = 10), Ross 308 ( n = 9) и CORN ½ RW ( n = 11) отбирали образцы тканей слепых отростков кишечника и печени (всего 30 образцов каждой ткани). Определяли относительную экспрессию генов, отвечающих за антиоксидантную защиту (каталазы - CAT , глутатионпероксидазы - GSH-Gpx , гемоксигеназы 1 - HO-1 , супероксиддисмутазы - SOD , родственного фактора транскрипции 2 NF-E2 - Nrf2 ) и участвующих в развитии иммунного ответа (птичий бета-дефензин 9 - AvBD9 , интерлейкин 6 - IL6 , интерлейкин 8 - IL8 ). ОАС у бройлеров был ниже, чем у аналогов, что подтверждалось максимальным содержанием ТБК-АП - 4,27 против 3,04 мкмоль/л у RW (р function show_abstract() { $('#abstract1').hide(); $('#abstract2').show(); $('#abstract_expand').hide(); }
Антиоксидантный статус, иммунитет, куры, бройлеры, генотипы, экспрессия генов, cat, gsh-gpx, ho-1, sod, nrf2, avbd9, il-6, il-8
Короткий адрес: https://sciup.org/142239844
IDR: 142239844 | DOI: 10.15389/agrobiology.2023.4.669rus
Список литературы Биохимические и молекулярно-генетические индикаторы антиоксидантной защиты и иммунитета у петушков (Gallus gallus domesticus) разных генотипов
- Боголюбова Н.В., Некрасов Р.В., Зеленченкова А.А. Антиоксидантный статус и качество мяса у сельскохозяйственной птицы и животных при стрессе и его коррекция с помощью адаптогенов различной природы (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2022, 57(4): 628-663 (doi: 10.15389/agrobiology.2022.4.628rus).
- Xing T., Gao F., Tume R.K., Zhou G., Xu X. Stress effects on meat quality: a mechanistic perspective. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2019, 18(2): 380-401 (doi: 10.1111/1541-4337.12417).
- Zhang W., Xiao S., Lee E.J., Ahn D.U. Consumption of oxidized oil increases oxidative stress in broilers and affects the quality of breast meat. J. Agric. Food Chem., 2011, 59(3): 969-974 (doi: 10.1021/jf102918z).
- Sihvo H.K., Immonen K., Puolanne E. Myodegeneration with fibrosis and regeneration in the pectoralis major muscle of broilers. Veterinary Pathology, 2014, 51(3): 619-623 (doi: 10.1177/0300985813497488).
- Surai P.F., Kochish I.I., Fisinin V.I., Kidd M.T. Antioxidant defence systems and oxidative stress in poultry biology: an update. Antioxidants, 2019, 8(7): 235 (doi: 10.3390/antiox8070235).
- Estévez M. Oxidative damage to poultry: from farm to fork. Poultry Science, 2015, 94(6): 1368-1378 (doi: 10.3382/ps/pev094).
- Belhadj Slimen I., Najar T., Ghram A., Abdrrabba M.J.O.A.P. Heat stress effects on livestock: molecular, cellular and metabolic aspects, a review. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2016, 100(3): 401-412 (doi: 10.1111/jpn.12379).
- Wen C., Chen Y., Leng Z., Ding L., Wang T., Zhou Y. Dietary betaine improves meat quality and oxidative status of broilers under heat stress. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2019, 99(2): 620-623 (doi: 10.1002/jsfa.9223).
- Wein Y., Bar Shira E., Friedman A. Avoiding handling-induced stress in poultry: use of uniform parameters to accurately determine physiological stress. Poultry Science, 2017, 96(1): 65-73 (doi: 10.3382/ps/pew245).
- Radi R. Oxygen radicals, nitric oxide, and peroxynitrite: redox pathways in molecular medicine. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018, 115(23): 5839-5848 (doi: 10.1073/pnas.1804932115).
- Ludin A., Gur-Cohen S., Golan K., Kaufmann K.B., Itkin T., Medaglia C., Lu X.J., Leder-gor G., Kollet O., Lapidot T. Reactive oxygen species regulate hematopoietic stem cell self-re-newal, migration and development, as well as their bone marrow microenvironment. Antioxidants & Redox Signaling, 2014, 21(11): 1605-1619 (doi: 10.1089/ars.2014.5941).
- Mavangira V., Sordillo L.M. Role of lipid mediators in the regulation of oxidative stress and inflammatory responses in dairy cattle. Research in Veterinary Science, 2018, 116: 4-14 (doi: 10.1016/j.rvsc.2017.08.002).
- Mesa-Garcia M.D., Plaza-Diaz J., Gomez-Llorente C. Molecular basis of oxidative stress and inflammation. In: Obesity /A.M. del Moral, C.M.A. García (eds.). Academic Press, Sandiego, 2018: 41-62.
- McCarthy C.G., Saha P., Golonka R.M., Wenceslau C.F., Joe B., Vijay‐Kumar M. Innate im-mune cells and hypertension: neutrophils and neutrophil extracellular traps (NETs). Comprehen-sive Physiology, 2021, 11(2): 1575-1589 (doi: 10.1002/cphy.c200020).
- Ratnam D.V., Ankola D.D., Bhardwaj V., Sahana D.K., Kumar M.N. Role of antioxidants in prophylaxis and therapy: a pharmaceutical perspective. Journal of Controlled Release, 2006, 113(3): 189-207 (doi: 10.1016/j.jconrel.2006.04.015).
- Котарев В.И., Алехин Ю.Н., Долгополов В.Н. Влияние возрастных изменений в организме кур родительского стада на метаболический статус потомства. Ветеринарный фармакологический вестник, 2017, 1(1): 73-79.
- Mattioli S., Cartoni Mancinelli A., Menchetti L., Dal Bosco A., Madeo L., Guarino Amato M., Moscati L., Cotozzolo E., Ciarelli C., Angelucci E., Castellini C. How the kinetic behavior of organic chickens affects productive performance and blood and meat oxidative status: a study of six poultry genotypes. Poultry Science, 2021, 100(9): 101297 (doi: 10.1016/j.psj.2021.101297).
- Lengkidworraphiphat P., Wongpoomchai R., Taya S., Jaturasitha S. Effect of genotypes on mac-ronutrients and antioxidant capacity of chicken breast meat. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2020, 33(11): 1817-1823 (doi: 10.5713/ajas.19.0736).
- Кондрахин И.П., Архипов А.В., Левченко В.И., Таланов Г.А., Фролова Л.А., Новиков В.Э. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики. М., 2004.
- Воронин Е.С., Петров А.М., Серых М.М., Девришов Д.А. Иммунология /Под ред. Е.С. Воронина. М., 2002.
- Соловых Г.Н., Минакова В.В., Коробов В.П., Лемкина Л.М., Карнаухова И.В., Рябцева Е.А., Кануникова Е.А. Способ определения лизоцимной активности биологических объ-ектов. Патент RU 2294373C2. 2294373C2 (РФ) ГОУ ВО «Оренбургская государственная медицинская академия» (РФ). № 2005103265/13A. Заявл. 08.02.2005. Опубл. 27.02.2007.
- Meza Cerda M.-I., Gray R., Higgins D.P. Cytokine RT-qPCR and ddPCR for immunological investigations of the endangered Australian sea lion (Neophoca cinerea) and other mammals. PeerJ, 2020, 8: e10306 (doi: 10.7717/peerj.10306).
- Laptev G.Y., Filippova V.A., Kochish I.I., Yildirim E.A., Ilina L.A., Dubrovin A. V, Bra-zhnik E.A., Novikova N.I., Novikova O.B., Dmitrieva M.E., Smolensky V.I., Surai P.F., Griffin D.K., Romanov M.N. Examination of the expression of immunity genes and bacterial profiles in the caecum of growing chickens infected with Salmonella enteritidis and fed a phytobiotic. Animals, 2019, 9(9): 615 (doi: 10.3390/ani9090615).
- Livak K.J., Schmittgen T.D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2−ΔΔCT method. Methods, 2001, 25(4): 402-408 (doi: 10.1006/meth.2001.1262).
- Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М., 1972.
- Kapuy O., Papp D., Vellai T., Banhegyi G., Korcsmaros T. Systems-level feedbacks of NRF2 controlling autophagy upon oxidative stress response. Antioxidants, 2018, 7(3): 39 (doi: 10.3390/antiox7030039).
- Маханова Р.С. К вопросу изучения перекисного окисления липидов. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2011, 1(29-1): 231-234.
- Całyniuk B., Grochowska-Niedworok E., Walkiewicz K.W., Kawecka S., Popiołek E., Fatyga E. Malondialdehyde (MDA)—product of lipid peroxidation as marker of homeostasis disorders and aging. Annales Academiae Medicae Silesiensis — Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, 2016, 70: 224-228 (doi: 10.18794/aams/65697).
- Linder M.C. Ceruloplasmin and other copper binding components of blood plasma and their functions: an update. Metallomics, 2016, 8(9): 887-905 (doi: 10.1039/c6mt00103c).
- Wu R., Feng J., Yang Y., Dai C., Lu A., Li J., Liao Y., Xiang M., Huang Q., Wang D., Du X. Significance of serum total oxidant/antioxidant status in patients with colorectal cancer. PLoS ONE, 2017, 12(1): e0170003 (doi: 10.1371/journal.pone.0170003).
- Горлов И.Ф., Тихонов С.Л., Тихонова Н.В. Стрессоустойчивость как фактор формирова-ния качества мяса с нехарактерным ходом автолиза. Индустрия питания, 2016, 1: 44-53.
- Pigeolet E., Corbisier P., Houbion A., Lambert D., Michiels C., Raes M., Zachary M.D., Rema-cle J. Glutathione peroxidase, superoxide dismutase, and catalase inactivation by peroxides and oxygen derived free radicals. Mechanisms of Ageing and Development, 1990, 51(3): 283-297 (doi: 10.1016/0047-6374(90)90078-T).
- Madkour M., Aboelazab O., Abd El-Azeem N., Younis E., Shourrap M. Growth performance and hepatic antioxidants responses to early thermal conditioning in broiler chickens. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 2023, 107(1): 182-191 (doi: 10.1111/jpn.13679).
- Остренко К.С., Галочкина В.П. Влияние водорастворимого антиоксиданта дигидро-этоксихина на продуктивность кур и инкубационные качества яиц. Ветеринария, 2020, 11: 53-58.
- Stoyanovskyy V.G., Krogh A.O., Kolomiіets I.A. Adaptation of the status of non-specific re-sistance of the ducks organism in stress conditions inclusion in the ration of probiotical additives. Scientific Messenger of LNU of Veterinary Medicine and Biotechnologies, 2018, 20(87): 32-37 (doi: 10.15421/nvlvet8706).
- Madej J.P., Skonieczna J., Siwek M., Kowalczykc A., Łukaszewicz E., Slawinska A. Genotype-dependent development of cellular and humoral immunity in the spleen and cecal tonsils of chickens stimulated in ovo with bioactive compounds. Poultry Science, 2020, 99(9): 4343-4350 (doi: 10.1016/j.psj.2020.05.048).
- Van Phi L. Transcriptional activation of the chicken lysozyme gene by NF-kappa Bp65 (RelA) and c-Rel, but not by NF-kappa Bp50. Biochem. J., 1996, 313(1): 39-44 (doi: 10.1042/bj3130039).
- Овсянников В.Г., Алексеев В.В., Бойченко А.Е., Лабушкина А.В., Алексеева Н.С., Абрамова М.В., Алексеева Н.А. Гуморальные и клеточные факторы врожденного иммунитета при раздражениях неантигенной природы. Сообщение II. Журнал фундаментальной медицины и биологии, 2015, 4: 4-13.
- Gulati K., Guhathakurta S., Joshi J., Rai N., Ray A. Cytokines and their role in health and disease: a brief overview. MOJ Immunol., 2016, 4(2): 00121 (doi: 10.15406/moji.2016.04.00121).
- Ершов Ф.И. Цитокины — новое поколение биотерапевтических препаратов. Вестник РАМН, 2006, 9-10: 45-50.
- Фисинин В.И., Митюшников В., Кравченко Н. Оптимальные сроки перемещения молодняка и профилактика стресса пересадки. Птицеводство, 1977, 7: 28-30.
- Song B., Tang D., Yan S., Fan H., Li G., Shahid M.S., Mahmood T., Guo Y. Effects of age on immune function in broiler chickens. J. Animal Sci. Biotechnol., 2021, 12: 1-12 (doi: 10.1186/s40104-021-00559-1).
- Surai P.F., Fisinin V.I. Vitagenes in poultry production: Part 1. Technological and environmental stresses. World's Poultry Science Journal, 2016, 72(4): 721-733 (doi: 10.1017/S0043933916000714).
- Мифтахутдинов А.В. Экспериментальные подходы к диагностике стрессов в птицеводстве (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2014, 2: 20-30 (doi: 10.15389/agrobiology.2014.2.20rus).
- Surai P.F. Antioxidant systems in poultry biology: superoxide dismutase. Journal of Animal Re-search and Nutrition, 2016, 1(1): 8 (doi: 10.21767/2572-5459.100008).
- Maamoun H., Benameur T., Pintus G., Munusamy S., Agouni A. Crosstalk between oxidative stress and endoplasmic reticulum (ER) stress in endothelial dysfunction and aberrant angiogenesis associated with diabetes: a focus on the protective roles of heme oxygenase (HO)-1. Front. Phys-iol., 2019, 10: 70 (doi: 10.3389/fphys.2019.00070).
- Waza A.A., Hamid Z., Ali S., Bhat S.A., Bhat M.A. A review on heme oxygenase-1 induction: Is it a necessary evil. Inflamm. Res., 2018, 67: 579-588 (doi: 10.1007/s00011-018-1151-x).
- He F., Ru X., Wen T. NRF2, a transcription factor for stress response and beyond. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(13): 4777 (doi: 10.3390/ijms21134777).
- Сарапульцев П.А., Сарапульцев А.П. Стресс и иммунная система. Цитокины и воспаление, 2014, 3(4): 5-10.
- Li Y., Ma Q.-G., Zhao L.-H., Wei H., Duan G.-X., Zhang J.-Y., Ji C. Effects of lipoic acid on immune function, the antioxidant defense system, and inflammation-related genes expression of broiler chickens fed aflatoxin contaminated diets. International Journal of Molecular Sciences, 2014, 15(4): 5649-5662 (doi: 10.3390/ijms15045649).
- Нарушин В.Г., Селина М.В., Романов М.Н. Анализ сопряженных изменений экспрессии генов и биохимических показателей крови в эксперименте на курах-несушках. Мат. Межд. науч.-практ. конф. «Молекулярно-генетические технологии для анализа экспрессии генов продуктивности и устойчивости к заболеваниям животных». М., 2019: 67-82.