О кластерной системе фосфолипидов в онтогенезе бройлерных цыплят
Автор: Колесник Е.А., Дерхо М.А.
Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology
Рубрика: Функциональные системы и гомеостаз в онтогенезе
Статья в выпуске: 2 т.50, 2015 года.
Бесплатный доступ
Индивидуальный рост и развитие организма - поступательный векторный процесс. Каждый период онтогенеза характеризуется определенными морфологическими и функциональными изменениями систем и организма в целом. Органические и функциональные модификации детерминированы генетически и реализуются при участии адаптирующего воздействия внешней среды. Они проявляются на разных уровнях, но в основе этого лежат события, происходящие внутри клетки. Образование пластических веществ и циркуляция метаболитов разобщены пространственно и по времени, поэтому представляется, что наиболее эффективно они могут координироваться и регулироваться через некие организующие элементы, например компоненты внутренней структуры клетки, обеспечивающие ее морфологическую и, как следствие, функциональную целостность. Такие структуры представляют собой и продукт метаболизма, и элемент его регуляции, то есть выполняют набор функций, напрямую отражая взаимное состояние происходящих в клетке процессов. На роль таких структур прежде всего подходят клеточные мембраны. Их основной компонент - фосфолипиды, которые фактически представляют собой функциональную систему, наиболее чувствительную к внешним и внутренним эффекторным воздействиям и в то же время относительно устойчивую благодаря генетической детерминированности и адаптационной лабильности. Вопросы участия и роли подклассов фосфолипидов в системе функций в организме бройлерной птицы мало описаны. В связи с этим мы изучили состав и динамику фосфолипидного профиля у кросса ISA-15 Hubbard F15 в пренатальном онтогенезе (в яйце до закладки на инкубацию и в срединную стадию инкубации на 10-е сут) и в постнатальном онтогенезе (в сыворотке крови бройлерных цыплят в возрасте 1, 7, 23 и 42 сут) в условиях птицефабрики (ООО «Чебаркульская птица», Челябинская обл.). Для выявления функциональных групп среди подклассов фосфолипидов в онтогенезе бройлеров применили многомерный математический метод - кластерный анализ. Было показано, что в эмбриональный период до закладки яйца на инкубацию фосфолипиды объединяются в два раздельных (фосфатидилхолины и цереброзиды, евклидово расстояние 1,08; фосфатидилэтаноламины, евклидово расстояние 1,61) и один объединенный кластер (фосфатидилинозитолы со сфингомиелинами и лизолецитины с кардиолипинами, евклидово расстояние 0,23), на 10-е сут инкубации - в два совместных (лецитины с кефалинами, евклидово расстояние 1,61; фосфатидилинозитолы, сфингомиелины, лизолецитины и цереброзиды, евклидово расстояние 2,06) и одну переходную группу (кардиолипины). В период постнатального онтогенеза у цыплят в 1-суточном возрасте выявили три группы фосфолипидов (лецитины, евклидово расстояние 2,07; фосфатидилэтаноламин с кардиолипином, евклидово расстояние 0,26; лизолецитин), в 7-суточном - два объединенных (фосфатидилхолины, евклидово расстояние 2,03; сложный, включающий кефалины с фосфатидилинозитолами, сфингомиелинами и лизофосфатидилхолинами) и один промежуточный кластер (кардиолипин), в 23-суточном - три кластера фосфолипидов (лецитины; фосфатидилэтаноламины с фосфатидилинозитолами; кардиолипин совместно со сфингомиелином и лизолецитином). У 42-суточных бройлерных цыплят обнаружили присутствие двух функциональных групп фосфолипидов - сложной объединенной (кефалины в группе с кардиолипином, фосфатидилинозитолом, сфингомиелином и лизолецитином) и монокомпонентной (фосфатидилхолины). Это позволило охарактеризовать структурно-функциональную организацию фосфолипидов, которая, как мы полагаем, обеспечивает регуляцию гомеостаза (на мембранно-клеточном и в итоге на организменном уровне) в раннем онтогенезе цыплят-бройлеров.
Фосфолипиды, онтогенез, метаболизм, гомеостаз, функциональная система, бройлерные цыплята
Короткий адрес: https://sciup.org/142133582
IDR: 142133582 | DOI: 10.15389/agrobiology.2015.2.217rus
Список литературы О кластерной системе фосфолипидов в онтогенезе бройлерных цыплят
- Эллиот В., Эллиот Д. Биохимия и молекулярная биология (пер. с англ.)/Под ред. А.И. Арчакова, М.П. Кирпичникова, А.Е. Медведева, В.П. Скулачева. М., 2002.
- Alberts B., Bray D., Hopkin K., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Essential сell biology (3d ed.). NY, London, 2010.
- Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Обмен липидов и липопротеидов и его нарушения. СПб, 1999.
- Колесник Е.А., Дерхо М.А. Оценка сохранности и жизнеспособности цыплят по фосфолипидному профилю крови. Сельскохозяйственная биология, 2013, 6: 89-93 ( , 10.15389/agrobiology.2013.6.89eng) DOI: 10.15389/agrobiology.2013.6.89rus
- Gundermann K.-J. The «essential» phospholipids as a membrane therapeutic. Polish Section of European Society of biochemical pharmacology. Szczecin, Jota Press, 1993.
- Бергельсон Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки. М., 1982.
- Van Meer G., Holthuis J.C. Sphingolipid transport in eukaryotic cells. BBA, 2000, 1486: 145-170.
- Hannun Y.A., Luberto C. Ceramide in the eukaryotic stress response. Trends Cell Biol., 2000, 10: 73-80 (PMID: 10652518; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Spiegel S., Merrill A.H. Sphingolipid metabolism and cell growth regulation. FASEB J. 1996, 10: 1388-1397.
- Borchman D., Byrdwell W.C., Yappert M.C. Regional and age-dependent differences in the phospholipid composition of human lens membranes. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci., 1994, 35: 3938-3942 (PMID: 7928192; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Killian J.A., Van Meer G. The «double life» of membrane lipids. EMBO Reports, 2001, 21: 91-95.
- Pomorski T., Hrafnsdottir S., Devaux P.F., Van Meer G. Lipid distribution and transport across cellular membranes. Semin. Cell Dev. Biol., 2001, 12: 139-148 (PMID: 11292380; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Lambeth J.D., Ryu S.H. Glycerolipids in signal transduction. In: Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes/D.E. Vance, J.E. Vance (eds.). Elsevier Science, Amsterdam, 1996: 237-255.
- Merrill A.H.J., Sweely C.C. Sphingolipid: metabolism and cell signalling. In: Biochemistry of lipids, lipoproteins and membranes/D.E. Vance, J.E. Vance (eds.). Elsevier Science, Amsterdam, 1996: 1-34.
- Pulfer M., Murphy R.C. Electrospray mass spectrometry of phospholipids. Mass Spectrom. Rev., 2003, 22: 332-364 ( ) DOI: 10.1002/mas.10061
- Wang Y., Krull I.S., Liu C., Orr J.D. Derivatization of phospholipids. J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 2003, 793: 3-14.
- Hatch G.M. Cell biology of cardiac mitochondrial phospholipids. Biochem. Cell. Biol., 2004, 82: 99-112 (PMID: 15052331; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Проказова Н.В., Звездина Н.Д., Коротаева А.Л. Влияние лизофосфатидилхолина на передачу трансмембранного сигнала внутрь клетки. Биохимия, 1998, 63(1): 38-46.
- Sattler M., Verma S., Pride Y.B., Salgia R., Rohrschneider L.R., Griffin J.D. SHIP1, an SH2 domain containing polyinositol-5-phosphatase, regulates migration through two critical tyrosine residues and forms a novel signaling complex with DOK1 and CRKL. J. Biol Chem., 2001, 276: 2451-2458.
- Calderon R.O., DeVries G.H. Lipid composition and phospholipid asymmetry of membrane from Schwann cell line. J. Neurosci. Res., 1997, 49: 372-380.
- Kato N., Nakanishi M., Hirashima N. Transbilayer asymmetry of phospholipids in plasma membrane rergulates exocytotic release in mast cells. Biochemistry, 2002, 41: 8068-8074 (PMID: 12069598; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Gorski J., Zendzian-Piotrowska M., DeJong Y.F., Niklinska W., Glatz J.F. Effect of endurance training on the phospholipid content of skeletal muscles in the rat. Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol., 1999, 79: 421-425 ( ) DOI: 10.1007/s004210050532
- Holthuis J.C., Pomorski T., Raggers R.J., Sprong H., Van Meer G. The organizing potential of sphingolipids in intracellular membrane transport. Physiol Rev., 2001, 81: 1689-1723 (PMID: 11581500; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Wu J., Spiegel S., Sturgill T.W. Sphingosine 1-phosphate rapidly activates the mitogen-activated protein kinase pathway by a G protein-dependent mechanism. J. Biol Chem., 1995, 270: 11484-11488 (PMID: 7744787; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Рекомендации по кормлению сельскохозяйственной птицы/Под ред. В.И. Фисинина, Ш.А. Имангулова, И.А. Егорова, Т.М. Околеловой. Сергиев Посад, 2004.
- Руководство по выращиванию бройлеров Hubbard ISA. Hendrix Genetics Inc., 2012 (http://hubbardbreeders.com).
- Шаршунова M., Шварц В., Михалец С. Тонкослойная хроматография в фармации и клинической биохимии. Т. 1/Под ред. В.Г. Березкина, С.Д. Соколова. М., 1980.
- Халафян А.А. Statistica v. 6. Статистический анализ данных. М., 2007.
- Миркин Б.Г. Методы кластер-анализа для поддержки принятия решений. М., 2011.
- Колесник Е.А., Дерхо М.А. Сезонная динамика физиологических параметров крови и их связь с уровнем сохранности бройлеров. Вестник Томского государственного университета, 2013, 368: 186-188.
- Knoll W., Frank C.W., Heibel C., Naumann R., Offenhausser A., Ruhe J., Schmidt E.K., Shen W.W., Sinner A. Functional tethered lipid bilayers. J. Biotechnol., 2000, 74: 137-158 (PMID: 11143794; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Ивков В.Г., Берестовский Г.Н. Липидный бислой биологических мембран. М., 1982.
- Coste H., Martel M.B., Got R. Topology of glucosylceramide synthesis in Golgi membranes from porcine submaxillary glands. BBA, 1986, 858: 6-12 (PMID: 2939881; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Yeagle P.L. Cholesterol and the cell membrane. BBA, 1985, 822: 267-287 (PMID: 3904832; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Auge N., Negre-Salvayre A., Salvayre R., Levade T. Sphingomyelin metabolites in vascular cell signaling and atherogenesis. Prog. Lipid Res., 2000, 39: 207-229 (PMID: 10799716; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Prieschl E.E., Baumruker T. Sphingolipids: second messengers, mediators and raft ñonstituents in signaling. Immunol. Today, 2000, 21: 555-560 (PMID: 11094259; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Levade T., Auge N. Sphingolipid mediators in cardiovascular cell biology and pathology. Circulation Res., 2001, 89: 957-977.
- Heringdorf D.M., Van Koppen C.J., Jakobs K.H. Molecular diversity of sphingolipid signalling. FEBS Lett., 1997, 410: 34-38 ( ) DOI: 10.1016/S0014-5793(97)00320-7
- Boucher L.M., Wiegmann K., Futterer A., Pfeffer K., Machleidt T., Schutze S., Mak T.W., Kronke M. CD28 signals through acidic sphingomyelinase. J. Exp. Med., 1995, 181: 2059-2068 (PMCID: PMC2192051).
- Kim M.Y., Linardic C., Obeid L., Hannun Y. Identification of sphingomyelin turnover as an effector mechanism for the action of tumor necrosis factor alpha and gamma-interferon. Specific role in cell differentiation. J. Biol. Chem., 1991, 266: 484-489 (PMID: 1845977; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Silins I., Nordstrand M., Hogberg J., Stenius U. Sphingolipids suppress preneoplastic rat hepatocytes in vitro and in vivo. Carcinogenesis, 2003, 24: 1077-1083 (PMID: 12807752; PubMed -indexed for MEDLINE).
- Chatterjee S. Sphingolipids in atherosclerosis and vascular biology. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 1998, 18: 1523-1533 ( ) DOI: 10.1161/01.ATV.18.10.1523
- Pendaries C., Tronchere H., Plantavid M., Payrastre B. Phosphoinositide signaling disorders in human diseases FEBS Lett., 2003, 546: 25-31 ( ) DOI: 10.1016/S0014-5793(03)00437-X
- Breitschopf K., Zeiher A.M., Dimmeler S. Pro-atherogenic factors induce telomerase inactivation in endothelial cells through an Aktdependent mechanism. FEBS Lett., 2001, 493: 21-25 ( ) DOI: 10.1016/S0014-5793(01)02272-4
- Cerbon J., Falcon A., Hernandez-Luna C., Segura-Cobos D. Inositol phosphoryl ceramide synthase a regulator of intracellular levels of diacylglcerol and ceramide during the G1 to S transition in Saccharomyces cerevisae. Biochem. J., 2004, Nov 24 ( ) DOI: 10.1042/BJ20040475