Динамика активности каталазы в организме уток в онтогенезе в различные периоды года
Автор: Фролов Д.С., Пудовкин Н.А.
Статья в выпуске: 3 т.259, 2024 года.
Бесплатный доступ
Целью работы явилось изучение динамики активности каталазы в организме уток пекинской породы в онтогенезе в различные периоды года. Установлено, что повышение образования АФК происходит с возрастом. Наше исследование выявило повышение активности каталазы у птиц, под влиянием низких температур, что связано попыткой устранить АФК, уровень которых в этих условиях был на более высоком уровне. Так же мы наблюдали влияние не только окружающей среды, но и возраста на активность каталазы, что потенциально указывает на более высокую антиоксидантную способность у более молодых животных. Наиболее высокая активность фермента установлена в возрасте 90 суток. В тканях и органах птиц самая высокая активность установлена в сыворотке крови, тканях печени, сердца и легких.
Утки, антиоксидантная система, каталаза, онтогенез, сезон года
Короткий адрес: https://sciup.org/142242495
IDR: 142242495 | DOI: 10.31588/2413_4201_1883_3_259_249
Текст научной статьи Динамика активности каталазы в организме уток в онтогенезе в различные периоды года
Каталаза является наиболее часто используемым биомаркером для характеристики окислительного стресса у животных. Она является жизненно важным антиоксидантным ферментом, который балансирует окислительновосстановительную систему организма, регулируя антиоксидантную защиту от окислительного стресса. Этот антиоксидантный фермент реагирует на неблагоприятное воздействие окружающей среды на организмы [5].
Известно, что каталаза играет центральную роль в балансировании уровней перекиси водорода (H 2 O 2 ) в клетках. Ключевым биологическим механизмом каталазы является удаление избыточного уровня активных форм кислорода (АФК) путем прямого расщепления H 2 O 2 на воду и кислород. Перекись водорода является высокореактивным компонентом АФК [2, 4].
Каталаза также играет важную роль во врожденном защитном механизме защиты организма от стресса вызванном в неблагоприятном воздействии факторов окружающей среды и патологических процессов.
Система антиоксидантной защиты каталазы изменяется сезонно в ответ на несколько типов факторов окружающей среды. Повышенная температура модулирует активность и экспрессию каталазы в организме животных.
Целью нашей работы явилось изучение динамики активности каталазы в организме уток Пекинской породы в онтогенезе в различные периоды года.
Материал и методы исследований. Исследования проводили 2023-2024 годах на базе ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет генетики, биотехнологии и инженерии имени Н.И. Вавилова», г. Саратов. Птиц содержали условиях КФК Фролов Ершовского района Саратовской области.
Для проведения исследований были сформированы 4 группы уток по 24 птицы в каждой. Декапитацию животных проводили на 1, 30, 60 и 90 сутки начиная с первого числа месяцев март, июнь, сентябрь и декабрь.
Ферментативную активность каталазы определяли в сыворотке крови и гомогенатах тканей исследуемых животных с помощью спектрометрического метода [3].
Расчет результатов проводили на персональном компьютере в системе Microsoft Office Excel с вычислением критерия Стьюдента.
Результат исследований. Мы изучили активность каталазы в организме уток в различные сезоны года. Результаты исследований по активности каталазы в весенний период представлены в таблице 1.
Установлено, что наибольшее увеличение активности каталазы произошло в сыворотке крови. На 30, 60 и 90-е сутки активность фермента повысилась на 13,3 %, 27,3 % и 25,4 % соответственно, относительно 1 суток (Таблица 1).
Достоверное повышение активности в ткани печени произошло лишь на 90 сутки (+13,3 %), в сердечной мышце – на 60 сутки (+10,6 %), в ткани кишечника – на 90 сутки (+10,8 %), относительно первоначального уровня.
В остальных органах и тканях достоверных различий активности каталазы по сравнению с первоначальным уровнем не установлено.
В ходе исследований установлена корреляционная взаимосвязь между активностью фермента и возрастом птицы. Коэффициент корреляции не выявлен только в ткани сердца (Таблица 1).
Таблица 1 – Активность каталазы в организме уток в весенний период, (ммоль/л)
|
Ткань, орган |
Сутки |
Коэфф. корр. |
|||
|
1 (n=6) |
30 (n=6) |
60 (n=6) |
90 (n=6) |
||
|
Сыв. крови |
98,93±3,43 |
112,09±8,94* |
125,98±1,06* |
124,03±2,09* |
0,91 |
|
Печень |
112,95±4,04 |
119,95±2,09 |
121,95±3,98 |
127,94±6,98* |
0,98 |
|
Сердце |
84,02±2,06 |
87,02±3,91 |
92,98±1,66* |
83,82±3,98 |
- |
|
Легкие |
78,02±4,09 |
81,09±4,05 |
83,91±3,01 |
84,26±5,00 |
0,95 |
|
Мышцы |
69,02±1,13 |
71,93±2,09 |
73,77±2,04 |
74,00±3,96 |
0,94 |
|
Мыш. желудок |
55,91±4,09 |
58,01±3,98* |
61,06±3,66* |
60,13±4,07 |
0,88 |
|
Жел. желудок |
50,51±5,00 |
55,91±1,06* |
56,33±1,97* |
56,78±3,81* |
0,84 |
|
Кишечник |
70,27±6,33 |
74,91±4,91 |
75,91±3,01 |
77,91±2,95* |
0,95 |
Примечание: достоверность различий относительно первых суток: * – Р≤0,05
Таблица 2 – Активность каталазы в организме уток в летний период, (ммоль/л)
|
Ткань, орган |
Cутки |
Коэфф. корр. |
|||
|
1 (n=6) |
30 (n=6) |
60 (n=6) |
90 (n=6) |
||
|
Сыв. крови |
96,93±2,87 |
98,92±4,09 |
112,94±6,98* |
110,63±8,97* |
0,88 |
|
Печень |
110,83±4,98 |
114,95±5,98 |
131,83±8,99* |
127,64±9,00* |
0,87 |
|
Сердце |
85,83±3,09 |
88,92±2,09 |
95,84±4,98* |
90,62±6,03* |
0,65 |
|
Легкие |
81,93±1,05 |
94,71±5,05* |
96,93±3,00* |
99,83±3,18* |
0,91 |
|
Мышцы |
65,93±4,97 |
79,03±3,00* |
80,52±7,02* |
79,85±5,96* |
0,78 |
|
Мыш. желудок |
60,53±2,94 |
66,83±2,66* |
68,91±3,95* |
68,58±4,06* |
0,86 |
|
Жел. желудок |
59,91±4,95 |
67,94±3,09* |
68,93±4,13* |
70,32±3,66* |
0,88 |
|
Кишечник |
59,57±3,09 |
63,97±5,04 |
64,92±3,95* |
65,15±7,00* |
0,87 |
Примечание: достоверность различий относительно первых суток: * – Р≤0,05
В сыворотке крови и печени активность каталазы в летний период повысилась лишь на 60 и 90 сутки на 16,5 %, 14,1 % и 18,9 %, 15,2 % соответственно, относительно первых суток (Таблица 2).
В ткани сердца достоверное повышение каталазы установлено лишь на 60 сутки (+11,7 %).
В ткани кишечника достоверных различий с показателями первых суток не установлено.
Таблица 3 – Активность каталазы в организме уток в осенний период, (ммоль/л)
|
Ткань, орган |
Cутки |
Коэфф. корр. |
|||
|
1 (n=6) |
30 (n=6) |
60 (n=6) |
90 (n=6) |
||
|
Сыв. крови |
98,93±4,98 |
118,94±9,93* |
125,86±9,76* |
131,95±9,76* |
0,95 |
|
Печень |
112,94±8,96 |
137,98±10,05* |
147,73±8,94* |
148,02±3,09* |
0,90 |
|
Сердце |
83,95±3,69 |
94,03±8,94* |
96,91±7,94* |
97,15±8,09* |
0,88 |
|
Легкие |
80,92±4,98 |
90,52±6,69* |
92,93±6,09* |
93,93±4,95* |
0,89 |
|
Мышцы |
68,92±2,09 |
76,92±7,02* |
77,02±8,94* |
77,46±7,67* |
0,80 |
|
Мыш. желудок |
73,93±7,03 |
75,02±8,05 |
79,92±6,03 |
83,15±8,09* |
0,97 |
|
Жел. желудок |
62,04±1,09 |
69,93±6,03* |
71,04±9,09* |
72,92±5,87* |
0,90 |
|
Кишечник |
63,02±7,93 |
66,98±3,04 |
68,09±9,83 |
68,94±5,87 |
0,92 |
Примечание: достоверность различий относительно первых суток: * – Р≤0,05
Таблица 4 – Активность каталазы в организме уток в зимний период, (ммоль/л)
|
Ткань, орган |
Cутки |
Коэфф. корр. |
|||
|
1 (n=6) |
30 (n=6) |
60 (n=6) |
90 (n=6) |
||
|
Сыв. крови |
96,03±6,66 |
112,94±9,76* |
124,98±7,99* |
136,83±5,07* |
0,99 |
|
Печень |
110,95±9,98 |
132,98±9,97* |
139,87±3,04* |
150,93±9,09* |
0,96 |
|
Сердце |
84,62±3,97 |
99,54±1,03* |
112,97±7,11* |
112,87±1,08* |
0,93 |
|
Легкие |
82,09±1,09 |
91,62±5,09* |
92,33±6,30* |
92,98±2,45* |
0,83 |
|
Мышцы |
71,93±4,00 |
82,98±4,98* |
89,42±8,98* |
89,31±7,43* |
0,91 |
|
Мыш. желудок |
72,74±4,98 |
89,52±3,09* |
92,85±1,96* |
93,41±1,85* |
0,86 |
|
Жел. желудок |
65,53±8,93 |
73,01±1,09* |
75,82±3,98* |
76,81±5,02* |
0,92 |
|
Кишечник |
66,81±6,33 |
79,01±2,33* |
80,71±7,01* |
80,99±6,98* |
0,83 |
Примечание: достоверность различий относительно первых суток: * – Р≤0,05
Во всех случаях просматривается корреляционная взаимосвязь между активностью каталазы и возрастом птиц.
В исследованиях других авторов установлено, что активность каталазы у птиц увеличивается в ответ на холодовой стресс. Однако, реакция каталазы на холодовой стресс у птиц, по-видимому, неспецифична и на нее влияют такие факторы, как продолжительность воздействия и сила фактора [6].
Установлено, что повышение образования АФК происходит с возрастом. Это связано с более сильным окислительным повреждением макромолекул и истощением механизмов производства энергии. Перекись водорода, как тип АФК, синтезируется посредством реакции дисмутации.
Организм использует несколько механизмов антиоксидантной защиты, включая неферментативные и ферментативные механизмы, например, основанные на действии каталазы, чтобы избежать дальнейших повреждений. Каталаза участвует в различных биологических реакциях и играет ключевую роль в защите от свободных радикалов [1].
Наше исследование выявило повышение активности каталазы у птиц, под влиянием низких температур, что связано попыткой устранить АФК, уровень которых в этих условиях был на более высоком уровне. Так же мы наблюдали влияние не только окружающей среды, но и возраста на активность каталазы, что потенциально указывает на более высокую антиоксидантную способность у более молодых животных.
Заключение. Таким образом, активность каталазы в онтогенезе птиц меняется. Наиболее высокая активность фермента установлена в возрасте 90 суток. Так же на активность фермента влияет сезон года. В осенне-зимний период активность фермента выше, чем в весеннелетний период.
В тканях и органах птиц самая высокая активность установлена в сыворотке крови, тканях печени, сердца и легких.
Список литературы Динамика активности каталазы в организме уток в онтогенезе в различные периоды года
- Киреев, И. В. Динамика показателей оксидативного статуса у кроликов (Oryctolagus cuniculus L.) при моделировании технологического стресса и его фармакологической коррекции / И. В. Киреев, В. А. Оробец, Т. С. Денисенко, Д. А. Зинченко // Сельскохозяйственная биология. – 2019. – Т. 54, № 4. – С. 767-776
- Клюкин, С. Д. Состояние про- и антиоксидантной системы организма телят под влиянием водного раствора фуллерена С60, цинка, витаминов D3, с и кверцетина для животных / С. Д. Клюкин, Н. А. Пудовкин // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. – 2023. – № 2(71). – С. 56-61.
- Королюк, М. А. Медицинская биохимия / М. А. Королюк, // Лабораторное дело. – 1988. – № 1. – С. 40-41.
- Новикова, М. В. Влияние препарата цинка «Аспарцинк» на процессы перекисного окисления липидов и активность антиоксидантной системы организма фазанов / М. В. Новикова, Н. А. Пудовкин, Н. И. Захаркина // Международный вестник ветеринарии. – 2023. – № 1. – С. 105-112.
- Павлова, О. Н. Исследование изменений активности каталазы в крови и печени крыс при экспериментально индуцированной дислипопротеинемии на фоне механического повреждения скелетной мышцы / О. Н. Павлова, О. Н. Тулаева, О. Н. Гуленко, О. П. Букарева // Генетика и разведение животных. – 2023. – № 1. – С. 32-37.
- Del Vesco, A. P. Age-related oxidative stress and antioxidant capacity in heat-stressed broilers / A. P. Del Vesco, A. S. Khatlab, E. S. R. Goes, K. S. Utsunomiya, J. S. Vieira, A. R. Oliveira Neto, E. Gasparino // Animal. – 2017. - Vol. 11. – Is.10. – P. 1783-1790.
