Лептин и его взаимосвязь с липидным обменом у ремонтных свинок разных пород

Индивидуальные особенности свиней сопряжены с генотипом, определяющим, как особенности метаболических процессов в клетках органов и тканей, так и ход формирования хозяйственнополезных признаков [3]. При этом реализация потенциальных генетических возможностей взаимосвязана с уровнем гормонов, регулирующих активность соответствующих генов, в зависимости от условий среды и состояния организма [4, 5].

Для свиней, как животных с высо- кой скоростью формирования подкожной жировой ткани [12], характерна высокая активность липидного обмена. При этом интенсивность жироотложения взаимосвязана с активностью и направленностью липидного метаболизма [14].

В контроле и реализации процессов метаболизма липидов важная роль принадлежит лептину – гормону, секретируемому клетками жировой ткани и желудка [10]. Уровень лептина в крови характеризует суммарный энергетический резерв жировой ткани и поэтому взаимосвязан с интенсивностью липидного обмена. Это обусловлено его влиянием на экспрессию генов некоторых нейропептидов, потребление и расход энергии, а также на регуляцию аппетита [15]. При этом на восприимчивость клеток к действию гормонов влияет генотип животных, определяющий функциональное состояние генов [14].

В настоящее время большинство сведений о биологических эффектах лептина получены в гуманной медицине. При этом в большинстве работ отражена сопряженность его уровня с развитием ожирения в организме человека [10, 11, 15]. В тоже время физиологическая роль лептина в организме сельскохозяйственных животных практически не изучена, что актуализирует тему исследований.

В связи с этим целью нашей работы явилось изучение влияния породы на липидный обмен в организме ремонтных свинок и его взаимосвязь с уровнем лептина.

Материал и методы исследований. Экспериментальная работа выполнена в 2019 г на базе ООО «Агрофирма АриАнт». Объектом исследования служили ремонтные свинки трех пород в 160-170 суточном возрасте, при достижении живой массы 100,00±10,00 кг. По результатам бонитировки, в ходе которой проведена фенотипическая оценка конституции, экстерьера и продуктивных показателей, было сформировано три группы. Первая группа состояла из животных породы дюрок (n=41), вторая – йоркшир (n=100) и третья – ландрас (n=30).

Материалом исследования служила кровь, которую брали из краниальной полой вены. В сыворотке крови определяли биохимические показатели: общие липиды (ОЛ), общий холестерин (ХС), холестерин липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛПВП), холестерин липопротеинов низкой плотности (ХС-ЛПНП), триглицериды (ТАГ), фосфолипиды (ФЛ), колориметрическим методом с использованием готовых наборов реактивов «PLIVA-LachemaDiagnostik», «Sentinel Diagnostics», «Витал Девелопмент Корпорэйшн». Концентрацию лептина – с помощью наборов реагентов для иммуноферментного определения «ELISAS» (ДРГ Инструментс Гмбк, Германия). Стрипы инкубировали в термостатируемом шейкере «ELMI Sky Line Shaker ST-3» (ELMI Ltd., Латвия) с последующим измерением оптической плотности на микропланшетном ридере – «MINDRAY MR-96A Elisa Microplate Reader» (MINDRAY Ltd., КНР).

Статистическая обработка данных включала определение средней величины и её ошибки, коэффициентов корреляции, путем определения среднего произведения нормированных отклонений по каждому признаку, с использованием надстройки «пакет анализа» в программе для работы с электронными таблицами Microsoft Excel. При проведении расчетов были сформированы корреляционные матрицы (результат вычисления корреляций одного типа для каждой пары из множества переменных, измеренных в количественной шкале на одной выборке). При анализе полученных данных использовали t-критерий Стьюдента. При проверке статистических гипотез критический уровень значимости принимали равным р<0,05.

Результаты исследований. Липидный обмен у свиней является одним из ведущих, что обусловлено склонностью их организма к повышенному жирообразованию [1, 2], а также способностью покрывать до 50 % энергозатрат организма за счёт окислительного распада триглицеридов [7, 12].

На активность липидного обмена, в первую очередь влияет генотип свиней, взаимосвязанный с продуктивным типом их породы. Логично предположить, что контроль и реализация метаболизма липидов посредством вовлечения того или другого локуса гена сопряжена с генетическими особенностями организма животных [10].

Так, минимальное количество общих липидов содержалось в крови ремонтных свинок породы дюрок (мясной тип продуктивности) (Таблица 1). Животные беконного типа (ландрас, йоркшир) превосходили дюрков по данному параметру в 1,13 и 1,21 раза (р<0,05). Аналогичная зависимость характерна для кон- центрации триглицеридов в крови ремонтных свинок. При этом особи породы йоркшир и ландрас превосходили своих аналогов породы дюрок по величине параметра в 1,88 и 1,75 раза (р<0,05) соответственно.

Основываясь на том, что триглицериды – это липиды, которые в организме свиней активно накапливаются в подкожной клетчатке, определяют толщину шпика, можно утверждать: «Интенсивность обмена ТАГ в организме йоркширов и ландрасов, была сопряжена с уровнем их депонирования в жировых депо, а у дюр-ков – с их использованием в покрытии энергозатрат растущего организма». Для подтверждения данного вывода, а также оценки скорости обмена ТАГ в организме ремонтных свинок мы рассчитали соотношение ТАГ/ОЛ (%), величина которого отражает метаболическую активность данных соединений [9]. В группе йоркширов оно составило 7,95±0,37 %, ландрасов – 8,00±0,29 % и дюрков – 5,14±0,16 %. Следовательно, триглицериды в организме свинок беконного типа (ландрас, йоркшир) характеризовались менее высокой, по сравнению с дюрками, метаболической активностью. Соответственно это отражалось на уровне депонирования жиров в подкожной клетчатке. Ремонтные свинки опытных групп не имели достоверных от- личий по содержанию общего холестерина, что отражало соизмеримую скорость использования спирта в ростовых и обменных процессах организма. В тоже время порода влияла на пути его метаболизма, о чем свидетельствовали различия в концентрации холестерина в составе липопротеинов высокой и низкой плотности.

В организме свинок породы дюрок синтез холестерина, включая транспорт из кишечника, и его элиминация имели примерно равную интенсивность, так как соотношение ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП составило 1,06±0,02 условных единиц. У особей беконного типа продуктивности (йоркшир, ландрас) концентрация ХС-ЛПНП и ХС-ЛПВП превышала уровень дюрков на 51,19-53,57 и 22,47-33,71 %, свидетельствуя о более высокой метаболической активности холестерина. Кроме этого, у йоркширов и ландрасов содержание ХС-ЛПНП превышало концентрацию ХС-ЛПВП на 16,51 и 8,40 % соответственно. Это взаимосвязано, с одной стороны с уровнем синтеза холестерина в клетках печени и кишечника, из которых он транспортируется в периферические клетки в составе ЛПНП [8], с другой стороны, с содержанием ТАГ в крови ремонтных свинок, так как большая часть триглицеридов циркулирует по организму тоже в составе липопротеинов низкой плотности [2].

Таблица 1 – Липидный состав крови свиней, Х±Sх

Показатель	Порода
	I группа Дюрок (n=41)	II группа Йоркшир (n=100)	III группа Ландрас (n=30)
	Х±Sх	Х±Sх	Х±Sх
Лептин, нг/мл	3,64±0,52	2,22±0,39*	1,05±0,19*
Общие липиды, г/л	3,11±0,08	3,77±0,06*	3,50±0,12*
Триглицериды, ммоль/л	0,16±0,01	0,30±0,01*	0,28±0,03*
ТАГ/ОЛ, %	5,14±0,16	7,95±0,37*	8,00±0,29*
Фосфолипиды, ммоль/л	1,43±0,04	1,30±0,05	1,18±0,03*
Общий холестерин, ммоль/л	2,62±0,06	2,56±0,06	2,65±0,06
ХС-ЛПВП, ммоль/л.	0,89±0,04	1,09±0,03*	1,19±0,04*
ХС-ЛПНП, ммоль/л	0,84±0,09	1,27±0,06*	1,29±0,12*
ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП, усл. ед.	1,06±0,02	0,86±0,03*	0,92±0,10

Примечание: * – р<0,05 по отношению к породе дюро

Порода ремонтных свинок влияла и на уровень фосфолипидов в крови. Так, наибольшее количество ФЛ содержалось в крови свинок породы дюрок, составляя 1,43±0,04 ммоль/л. Уровень показателя преобладал по сравнению с аналогами породы йоркшир и ландрас, соответственно, на 9,09 и 17,48 %. Основываясь на том, что фосфолипиды в организме животных являются наиболее легко обмениваемыми структурными компонентами мембран клеток органов и тканей, определяя их по-розность и проницаемость [6, 13] можно констатировать: «Свинки породы дюрок отличались более высокой функциональной активностью мембранных структур, по сравнению с породой йоркшир и ландрас». Возможно, одной из причин более низкой концентрации фосфолипидов в крови ремонтных свинок беконного типа было увеличение доли холестерина в составе плазматических мембран, что согласуется, как с уровнем ХС-ЛПНП, так и величиной отношения ХС-ЛПВП/ХС-ЛПНП.

Процесс жироотложения в организме ремонтных свинок сопряжен с биологи- ческими эффектами лептина, определяющими использование жиров в энергетическом обмене [11]. Так, максимальный уровень лептина циркулировал в крови ремонтных свинок породы дюрок. Он составил 3,64±0,52 нг/мл. Уровень гормона адипоцитов подкожной жировой клетчатки у йоркширов и ландрасов был в 1,64 и 3,46 раза меньше, чем у дюрков, отражая большую склонность их организма к накоплению жировых запасов и увеличению жировой ткани.

Для проверки данного предположения мы оценили характер корреляционных связей между лептином и показателями липидного обмена в разрезе каждой породы свинок. Анализ корреляций позволил выявить следующие особенности (Таблица 2). Количество отрицательных корреляций между признаками у дюрков составило 83,33 % от их общего количества, йоркширов и ландрасов – 66,67 %, то есть гормон адипоцитов (лептин), в основном, опосредованно влиял на характер липидного обмена в организме свиней, что и определяло уровень параметров в крови.

Таблица 2 – Корреляции лептина, Х±Sх

Показатель	Порода
	I группа Дюрок (n=41)	II группа Йоркшир (n=100)	III группа Ландрас (n=30)
	Х±Sх	Х±Sх	Х±Sх
Общие липиды, г/л	-0,11±0,16	-0,14±0,10	-0,26±0,18
Триглицериды, ммоль/л	-0,42±0,15*	0,36±0,09*	0,66±0,14*
Фосфолипиды, ммоль/л	-0,06±0,16	-0,03±0,10	-0,08±0,19
Общий холестерин, ммоль/л	-0,22±0,15	-0,14±0,10	-0,17±0,19
ХС-ЛПВП, ммоль/л.	-0,16±0,16	-0,06±0,10	-0,23±0,18
ХС-ЛПНП, усл. ед.	0,41±0,14*	0,32±0,10*	0,53±0,10

Примечание: * - р<0,05

Число достоверных корреляций между признаками, независимо от породы животных, составило 33,33 %. Значит, порода свиней не оказывала влияние на механизм реализации биологических эффектов лептина, что можно отнести к общебиологической закономерности у данного вида животных. При этом статистические значимые корреляционные связи выявлены в следующих парах признаков: лептин – ТАГ (дюрки r=-0,42±0,15; йорк- ширы r=0,36±0,09; ландрасы r=0,66±0,14), лептин – ХС-ЛПНП (дюрки r=0,41±0,14; йоркширы r=0,32±0,10; ландрасы r=0,53±0,10), то есть биологические эффекты гормона были сопряжены с обменом триглицеридов. Данные выводы согласуются с результатами [11]. Авторы в своих исследованиях отмечали, что лептин определяет, как интенсивность использования жиров в энергетическом обмене, так и уровень накопления жировых запасов.

Заключение. Таким образом, результаты наших исследований показали, что порода ремонтных свинок влияет на состояние липидного метаболизма. У дюр-ков он ориентирован на использование липидов в качестве субстратов энергетического обмена, что подтверждается наименьшим, по сравнению с йоркширами и ландрасами, количеством общих липидов (3,11±0,08 г/л), триглицеридов (0,16±0,01 ммоль/л), ХС-ЛПНП (0,84±0,09 ммоль/л) и ХС-ЛПВП (0,89±0,04 ммоль/л) в крови, а также соотношением ТАГ/ОЛ (5,14±0,16 %).

В организме свинок беконного типа (йоркшир, ландрас) обмен липидов направлен на их преимущественное депонирование в жировых депо. Поэтому в крови, по сравнению с дюрками, содержится больше общих липидов в 1,13-1,21 раза (р<0,05), триглицеридов в 1,75-1,88 раза (р<0,05), ХС-ЛПВП в 1,22-1,33, ХС-ЛПНП в 1,51-1,54 раза и увеличена величина соотношения ТАГ/ОЛ в 1,55-1,56 раза.

Направленность обмена липидов (энергетическая или резервная) в организме ремонтных свинок сопряжена с уровнем лептина, который реализует свои биологические эффекты достоверно влияя на концентрацию триглицеридов в крови (лептин – ТАГ у дюрков r=-0,42±0,15; йоркширов r=0,36±0,09; ландрасов r=0,66±0,14) и ХС-ЛПНП (лептин – ХС-ЛПНП у дюрков r=0,41±0,14; йоркширов r=0,32±0,10; ландрасов r=0,53±0,10).

Резюме

Изучено влияние породы ремонтных свинок на липидный обмен и взаимосвязь его интенсивности с уровнем лептина. Объектом исследования служили ремонтные свинки породы дюрок, йоркшир и ландрас, отобранные по результатам бонитировки для воспроизводства стада. Установлено, что у дюрков липидный обмен, преимущественно, ориентирован на воспроизводство энергии, а у йоркширов и ландрасов – на депонирование в жировых депо. Направленность обмена липидов (энергетическая или резервная) в организме ремонтных свинок сопряжена с уровнем лептина, который реализует свои биологические эффекты достоверно влияя на концентрацию триглицеридов в крови (лептин – ТАГ у дюрков r=-0,42±0,15; йоркширов r=0,36±0,09; ландрасов r=0,66±0,14) и ХС-ЛПНП (лептин – ХС-ЛПНП у дюрков r=0,41±0,14; йоркширов r=0,32±0,10; ландрасов r=0,53±0,10).