|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН
ДАНЧУК В’ЯЧЕСЛАВ ВОЛОДИМИРОВИЧ
УДК 612.017:636.4:636.2
ПРОЦЕСИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ТА ГОРМОНАЛЬНІ І СУБСТРАТНІ МЕХАНІЗМИ РЕГУЛЯЦІЇ АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ В ТКАНИНАХ ПОРОСЯТ
03.00.04– біохімія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук
Львів – 2003
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті біології тварин УААН
Науковий консультант:
Заслужений діяч науки і техніки України, доктор біологічних наук, професор, академік УААН СНІТИНСЬКИЙ Володимир Васильович (Львівський державний аграрний університет, ректор; Інститут біології тварин УААН, завідувач лабораторії ендокринної регуляції)
Офіційні опоненти:
-доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник СТАПАЙ Петро Васильович (Інститут біології тварин УААН, завідувач лабораторії фізіолого-біохімічних основ вовноутворення)
-доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН РИБАЛКО Валентин Павлович (Інститут свинарства УААН, директор)
- Заслужений працівник вищої школи України, доктор біологічних наук, професор, КОНОНСЬКИЙ Олексій Іванович (Білоцерківський державний аграрний університет, завідувач кафедри органічної та біологічної хімії)
Провідна установа:
Державний науково-дослідний контрольний інститут ветеринарних препаратів та кормових добавок МАП України, відділ фармакології і імунології, м. Львів
Захист відбудеться “18” березня 2003 р. о “10” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.368.01 в Інституті біології тварин УААН за адресою: 79034 м. Львів, вул. В. Стуса, 38.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біології тварин УААН (79034 м. Львів, вул. В. Стуса, 38).
Автореферат розісланий “14” лютого 2003 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Віщур О.І.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Високий рівень смертності поросят раннього віку залишається однією із актуальних проблем сучасного свинарства. Значною мірою це зумовлено деякими біологічними особливостями новонароджених поросят, молочністю та крупноплідністю свиноматок, умовами утримання та генетичним потенціалом тварин (Понд У. Дж., Хаупт К.А., 1983; Снітинський В.В., 1984; Рибалко В.П. 1999).
Ключову роль у регуляції процесу адаптації в тварин відіграє концентрація адаптивних гормонів, інтенсивність метаболізму та вільнорадикального окиснення (Меерсон Ф.З., 1981; Лю Б.Н., 1986; Снітинський В.В., 1998-2002; Львова С.П., 1996). У літературі зустрічаються поодинокі дані, які вказують на взаємозв’язок між вмістом окремих гормонів у крові та інтенсивністю перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) (Kohtaro A., 1989; Иванов В.В., 1990; Воскобойник Л.Г., 1999; Геворкян Э.С. и др., 1999).
Поряд з тим виявлено, що інтенсивність ПОЛ та активність системи антиоксидантного захисту (САЗ) впливає на рівень загальної резистентності організму (Вettger W.J., 1993; Илюха В.И., 1995; Попичев М.И., 1997; Дубинина Е.Е., 1997).
Відомо, що у новонароджених поросят посилення інтенсивності ПОЛ супроводжується загостренням анемічного стану (Карелин А.И., 1983; Кондрахин И.П., 1989). Теоретично можна припустити, що одним з аспектів постнатальної адаптації у свиней є прискорення старіння клітин, пік функціональної активності яких припадає на внутріутробний період розвитку, що, очевидно, і викликає анемію у поросят, однак таке припущення потребує експериментального підтвердження.
Інтенсифікація ПОЛ та зниження активності САЗ негативно впливають на резистентність поросят-сисунів. Істотно підвищити активність САЗ у тканинах поросят можуть мікроелементи, зокрема цинк і селен (Хеніг А., 1976; Stadtman T.S., 1990; Leibovitc B., 1990; Bray Tammy M. et al., 1986; De Gritz D.G., 1995). Вони входять до складу ключових антиоксидантних ферментів та цілого ряду біологічно-активних сполук, регулюють обмін гормонів, забезпечуючи, таким чином, високу продуктивність та резистентність тварин (Christianson D.W., 1991; Снітинський В.В., 1994; Makar I. et al., 2001; Стапай П.В. та ін., 2002).
Пізнання гуморальних механізмів регуляції інтенсивності ПОЛ та активності САЗ може стати одним із ключових моментів у розробці нових методів підвищення резистентності та продуктивності молодняку сільськогосподарських тварин. У той же час застосування цинку та селену дає змогу регуляторно впливати на обмін гормонів, активність антиоксидантних ферментів та резистентність поросят (Хеніг А., 1976; Гусев В.А., 1982; Левчук Л.М., Шишко Г.А., 1994; Снітинський В.В. та ін., 2002).
Отже, проведення комплексних досліджень із вивчення впливу ендокринної системи, цинку, селену та живої маси новонароджених поросят на інтенсивність ПОЛ, активність САЗ, гемопоез, біофізичні та біохімічні характеристики мембран еритроцитів та інтенсивність обміну речовин дає змогу розробити нові способи підвищення продуктивності поросят-сисунів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Дисертаційна робота була розділом комплексних досліджень лабораторії ендокринної регуляції Інституту біології тварин УААН і виконувалась в межах таких завдань:
-1991-1995 рр. тема: “Дослідити субстратно-гормональні механізми високої продуктивності свиноматок і інтенсивного росту поросят”, номер державної реєстрації А 01002232;
-1996-2000 рр. тема: “Вивчити молекулярні механізми формування системи регуляції метаболізму, гемопоезу та імунної функції у свиней і великої рогатої худоби на ранніх етапах постнатального розвитку”, номер держреєстрації 0198U009008.
-1997-2000 рр. тема: “Вивчити фізіолого-біохімічні основи підвищення резистентності молодняку сільськогосподарських тварин і птиці”, номер держреєстрації 0196U00907;
Мета і задачі дослідження – з’ясувати гормональні та субстратні механізми регуляції процесів перекисного окиснення ліпідів, активності системи антиоксидантного захисту в тканинах поросят-сисунів і розробити спосіб профілактики постнатального оксидаційного стресу з метою підвищення їх продуктивності та резистентності.
Для досягнення поставленої мети було необхідно:
– вивчити особливості обміну речовин, динаміку адаптивних гормонів, інтенсивність синтезу окремих класів ліпідів з [1-14С]ацетату у тканинах печінки та легень поросят-сисунів (in vitro), цитоморфометричні характеристики гепатоцитів за умов інтенсифікації перекисного окиснення ліпідів, зниження активності системи антиоксидантного захисту та з’ясувати взаємозв’язок їх з живою масою новонароджених поросят;
– дослідити вплив постнатальної інтенсифікації перекисного окиснення ліпідів на жирнокислотний склад мембран та співвідношення популяцій еритроцитів за чутливістю до кислотного гемолізу.
– вивчити вплив екзогенного тироксину, інсуліну і кортизолу на інтенсивність процесів перекисного окиснення ліпідів та активність антиоксидантних ферментів у тканинах поросят-сисунів;
- з’ясувати можливість корекції обмінних процесів, активності антиоксидантних ферментів, інтенсивності перекисного окиснення ліпідів, інтенсивності синтезу ліпідів у тканинах печінки та легень, структурно-функціональних властивостей еритроцитів та гепатоцитів, продуктивності
та резистентності у поросят раннього віку за допомогою згодовування поросним свиноматкам добавки сульфату цинку;
– вивчити вплив парентерального введення поросятам раннього віку цинкметіоніну та селеніту натрію на співвідношення популяцій еритроцитів у кров’яному руслі, активність антиоксидантних ферментів у різновікових популяціях еритроцитів, інтенсивність процесів перекисного окиснення ліпідів та стресостійкість;
– дослідити вплив рівня метаболічної енергії та селену у раціоні поросят-сисунів на інтенсивність перекисного окиснення ліпідів, активність супероксиддисмутази в еритроцитах, продуктивність і збереженість тварин;
– на основі одержаних результатів розробити спосіб підвищення резистентності та продуктивності поросят-сисунів.
Об’єкт дослідження: активність процесів ПОЛ і САЗ у тканинах поросят.
Предмет дослідження: активність ферментативної та неферментативної антиоксидантної системи, ендокринна регуляція активності антиоксидантної системи та інтенсивності перекисного окиснення, характеристики мембран еритроцитів, цитоморфометричні характеристики гепатоцитів.
Методи досліджень: ензиматичні, фотометричні, хроматографічні, радіобіологічні, гістологічні.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше обґрунтовано положення про те, що інтенсифікація ПОЛ у тканинах новонароджених поросят викликає зміни біохімічних характеристик мембран еритроцитів, швидке старіння клітин червоної крові та гепатоцитів, пошкодження їхньої ультраструктури та руйнування. Виявлено зворотну залежність між кількістю еритроцитів у кров’яному руслі, гепатоцитів на 1 мм2 гістозрізу та вмістом продуктів ПОЛ у тканинах поросят-сисунів. Отримано нові дані стосовно регуляторного впливу тироксину, кортизолу і інсуліну на інтенсивність ПОЛ та активність ключових антиоксидантних ферментів. З’ясовано регуляторний вплив сульфату цинку, цинкметіоніну та селеніту натрію за умов постнатальної адаптації і підсисного періоду розвитку поросят на метаболізм, співвідношення популяцій еритроцитів і гепатоцитів, інтенсивність ПОЛ, активність ферментативної і неферментативної системи антиоксидантного захисту в тканинах. Виявлено взаємозв’язок між живою масою новонароджених тварин, активністю ПОЛ, буферною ємністю системи антиоксидантного захисту та інтенсивністю окремих ланок обміну речовин, а також позитивну залежність інтенсивності росту поросят-сисунів від рівня метаболічної енергії і селену в стартерному комбікормі.
Практичне значення одержаних результатів. У результаті проведених науково-дослідних робіт, апробації їх і виробничих перевірок:
– розроблено метод підвищення продуктивності та збереженості новонароджених поросят;
– розроблено тести діагностики оксидаційного стресу та анемії у поросят;
– уточнено дозу цинку в раціоні поросних свиноматок при концентратному типі годівлі;
– розроблено схему профілактики анемії у поросят живою масою 800-900 г при народженні;
– встановлено дозу селену у раціоні поросят-сисунів за умов додаткового введення до раціону кормового жиру.
За результатами досліджень подано заявку на патент “Спосіб профілактики оксидаційного стресу у поросят раннього віку”. Після апробації на Рівненській дослідній станції та виробничої перевірки в умовах дослідного господарства Львівського державного аграрного університету цей спосіб впроваджено у виробництво в господарстві “Світанок” Бережанського району Тернопільської області. Метод підвищення резистентності та продуктивності поросят раннього віку шляхом підвищення вмісту цинку в раціоні поросних свиноматок пройшов виробничу перевірку на Коломийській дослідній станції Івано-Франківського інституту АПВ.
На кафедрі тваринництва Львівського державного аграрного університету результати дисертаційної роботи використовуються при викладанні курсу лекцій по свинарству.
Особистий внесок здобувача полягає у безпосередньому обґрунтуванні концепції роботи; автор керував науково-дослідною програмою, покладеною в основу дисертаційної роботи, сформулював тематику та плани науково-дослідних робіт, узагальнив робочі програми, календарні плани досліджень, методи та схеми проведення дослідів.
Розробив та обґрунтував методичні підходи для вивчення біохімічних механізмів постнатальної адаптації у свиней, розробив схему комплексних біохімічних, цитоморфометричних та радіобіологічних досліджень, брав безпосередню участь у проведенні досліджень, статистично обрахував та узагальнив одержані результати, сформував висновки та практичні рекомендації.
Цитоморфометричні, біохімічні та радіобіологічні дослідження проводив разом із співробітниками лабораторії ендокринної регуляції Інституту біології тварин УААН, які є співавторами окремих спільних публікацій.
Апробація результатів роботи. Матеріали дисертації доповідалися: на щорічних звітних сесіях Інституту біології тварин (1994-2001); науковій конференції, присвяченій 100-річчю кафедри фізіології Львівського медінституту (Львів, 1995); симпозіумах “Молекулярні механізми старіння” (Харків, 1996-2000); Ukrainian-Austrian Symposium "Agriculture: Science and Practice" (Lviv, 1996); науково-практичній конференції молодих вчених (Харків, 1997); VII біохімічному з'їзді (Київ, 1997); Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми ветеринарної медицини, зооінженерії та технології продуктів тваринництва” (Львів, 1997); “Dni fyziologie hospodarskych zvierat” (Kosice, Slovac Republic, 1997); Міжнародній конференції “Проблеми неінфекційної патології” (Біла Церква, 1998); XV з'їзді фізіологічного товариства (Донецьк-Львів, 1998); Міжнародній конференції “Біологічні основи живлення сільськогосподарських тварин” (Львів, 1998); конференції до 100-річчя від дня народження академіка С.З. Ґжицького (Львів, 1999); конференції присвяченій 85-річчю від дня народження професора З.П. Скородинського (Львів, 2000); Міжнародній конференції до 50-річчя Інституту землеробства і тваринництва західного регіону (Львів-Оброшино, 2001); XVI з’їзді Українського фізіологічного товариства (Вінниця, 2002); VIII Українському біохімічному з’їзді (Чернівці, 2002).
Публікації матеріалів досліджень. За темою дисертації опубліковано 44 наукових праці, з них: 26 – статті (8 одноосібних); 4 – методи досліджень (один одноосібний); 12 – тези доповідей, один інформаційний листок, отримано один деклараційний патент та одну пріоритетну довідку на деклараційний патент.
Структура та об’єм дисертації. Дисертація містить 291 сторінку машинописного тексту, 55 таблиць, 20 рисунків і складається із вступу, огляду літератури, матеріалів і методів досліджень, власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів досліджень, 12 висновків, 5 пропозицій виробництву, списку використаних джерел (567 найменувань, з них 267 іноземних) та 7 додатків.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Експериментальна частина, апробація та виробничі перевірки результатів досліджень виконані на 635 клінічно здорових поросятах протягом 1994-2001 рр. у господарстві “30 років Перемоги” Чортківського району Тернопільської області, Бучацького радгоспу-технікуму, в дослідному господарстві “Оброшино” Інституту землеробства і біології тварин, дослідному господарстві Львівського державного аграрного університету, дослідних господарствах Коломийської дослідної станції Івано-Франківського інституту
АПВ та Рівненської обласної державної сільськогосподарської дослідної станції.
Для реалізації поставлених завдань проведено 7 серій дослідів. Мета першої серії – дослідити інтенсивність окремих ланок обміну речовин, біофізичні, біохімічні та цитоморфометричні характеристики клітин крові та печінки у поросят-сисунів за умови інтенсифікації ПОЛ.
У 1-, 3-, 5-, 10- та 30-добовому віці від 5-ти поросят з краніальної порожнистої вени брали кров та проводили забій трьох тварин. Відбирали такі тканини: селезінку, серце, скелетний м’яз, печінку, легені та слизову оболонку 12-палої кишки.
У крові визначали: вміст загальних ліпідів, НЕЖК, загальних імуноглобулінів, сечовини, амінного азоту, білка, глюкози, гемоглобіну, оксигемоглобіну, метгемоглобіну, аспартат- та аланінамінотрансферази, вітамінів А і Е, активність каталази (Батлер Э., 1963; Скурихин В., 1989; Антоняк Г.Л., 1998; Королюк М.А., 1988; Коробейникова Э.Н., 1989), жирнокислотний склад мембран еритроцитів (Скороход В.И., 1983; Стефаник М.Б., 1985), проводили кислотний гемоліз еритроцитів (Тесков И.А., 1957; Леонова В.Г., 1987). У тканинах визначали: активність супероксиддисмутази (СОД) (Дубинина Е.Е., 1983), каталази, вітамінів А і Е, малонового диальдегіду (МДА) (Мирончик В.В., 1998), Fe, Zn, Cu, цитоморфометричні характеристики гепатоцитів (Кононський А.И., 1976), інтенсивність використання [1-14C]ацетату в синтезі окремих класів ліпідів в умовах in vitro (Смолянінов К.Б., 1998), інтенсивність накопичення МДА за умов провокованого ПОЛ (Владимиров Ю.А., Арчаков А.И., 1972).
Наступний дослід проведено для з’ясування особливостей киснево-транспортної функції крові, інтенсивності ПОЛ та метаболізму у 1-добових поросят залежно від живої маси при народженні. Тварини контрольної групи мали живу масу 1200-1250 г (5 голів), а дослідної групи 800-900 г (5 голів).
Для досліджень відбирали кров, печінку, легені, селезінку, слизову оболонку 12-палої кишки та тканину серцевого і скелетного м'яза 1-добових тварин. У крові визначали: кількість еритроцитів, Hb, Ht, СОЕ, СВГЕ, СКГЕ, НЕЖК, сечовини, загальних імуноглобулінів, загальних ліпідів, Na, K, вітамінів А і Е, активність глутатіонредуктази (ГР), СОД, каталази, проводили кислотний гемоліз еритроцитів. У тканинах визначали: активність СОД, глутатіонпероксидази (ГПО), ГР, вміст відновленого глутатіону (GSH), Сu, Fe, Zn, вітамінів А і Е, гідроперекисів ліпідів (ГПЛ), інтенсивність нагромадження МДА за умови провокованого ПОЛ, інтенсивність використання [1-14C]ацетату в синтезі окремих класів ліпідів в умовах in vitro; у печінці проведено ряд цитоморфометричних досліджень.
У третій серії дослідів вивчали вплив парентерального введення тироксину, інсуліну і кортизолу на інтенсивність ПОЛ та активність СОД, ГПО, ГР у тканинах поросят.
Поросят контрольної групи забивали на 1-, 3-, 5-, 10-ту добу життя (по три голови). Тваринам першої дослідної групи через кожних 12 годин парентерально вводили тироксин (з 2-ї доби життя до 10-ї в дозі 4 мг/кг), після чого забивали на 3-, 5-, 10-ту добу життя (по три голови); тваринам другої групи – інсулін (з 7-ї доби життя до 10-ї в дозі 0,15 МО/кг), провели забій трьох поросят у 10-добовому віці; тваринам третьої групи вводили кортизол (з 7-ї доби життя до 10-ї в дозі 40 мг/кг) та провели забій трьох поросят у 10-добовому віці.
Для досліджень відбирали тканини печінки, серця, нирок, легень, скелетного м’яза, слизової оболонки 12-палої кишки. У тканинах визначали активність СОД, ГПО, ГР, вміст ГПЛ, МДА.
У четвертій серії досліджень вивчали вплив різних доз цинку в раціоні поросних свиноматок на обмін речовин, активність САЗ і ПОЛ, інтенсивність синтезу ліпідів у тканинах печінки та легень, структурно-функціональні властивості еритроцитів та гепатоцитів, продуктивність і резистентність організму поросят.
Дослід провели на двох групах свиноматок великої білої породи по сім голів у кожній живою масою 160-180 кг 3-4-ї поросності. Контрольна група одержувала раціон збалансований згідно існуючих норм, із вмістом 160 мг цинку до опоросу на одну голову за добу. Дослідна група одержувала раціон із вмістом 260 мг цинку до опоросу на одну голову за добу.
Матеріалом для досліджень була кров та тканини печінки, легень, слизової оболонки 12-палої кишки, селезінки, нирок, скелетного м’яза, одержані після забою поросят, отриманих від дослідних свиноматок, на 5-, 10- і 30-ту добу життя. Застосовувалися методи досліджень аналогічні 1-й серії дослідів.
Із зоотехнічних показників визначали кількість поросят при народженні, збереженість поросят до місячного віку, середню живу масу поросят і гнізда при народженні та в місячному віці.
Для з’ясування впливу парентерального введення поросятам раннього віку цинкметіоніну та селеніту натрію на співвідношення популяцій еритроцитів та активність антиоксидантних ферментів у різновікових популяціях еритроцитів, інтенсивність ПОЛ та стресостійкість проведено дослід на трьох групах новонароджених поросят великої білої породи (по 5 голів у кожній).
Поросятам контрольної групи на 2-гу добу життя парентерально вводили 2 мл 0,9 % NаСl , на 3-тю добу – 1,5 мл декстроферу. Тваринам першої дослідної групи на 2-гу добу життя парентерально вводили 50 мг цинкметіоніну, на 3-тю добу – 1,5 мл декстроферу. Поросятам другої дослідної групи на 2-гу добу життя вводили 50 мг цинкметіоніну разом з 0,15 мг селеніту натрію, на 3-тю добу – 1,5 мл декстроферу.
Для досліджень відбирали кров із передньої порожнистої вени на 3-, 5-, 10-, 30-ту добу життя. Визначали вміст еритроцитів, Hb, МДА, адреналоподібних речовин, співвідношення популяцій еритроцитів у градієнті густини сахарози, активність СОД, ГП у різновікових популяціях еритроцитів.
Шоста серія досліджень проведена з метою вивчення впливу рівня метаболічної енергії та селену у раціоні поросят-сисунів на інтенсивність ПОЛ, активність СОД в еритроцитах, продуктивність і збереженість тварин.
Для досліду підібрано три групи поросят по 25 тварин у кожній (гнізда від трьох свиноматок). Контрольній групі поросят з 10-ї доби життя починали згодовувати комбікорм, в 1 кг якого містилося: к.од. - 1,3; МЕ - 14 МДж; перетравного протеїну - 180 г; сирого жиру - 50 г.
Першій дослідній групі додатково вводили 30 г кормового жиру на 1 кг комбікорму (15 МДж/кг), а другій дослідній групі – 30 г кормового жиру та 0,3 мг селеніту натрію на 1 кг комбікорму.
Для досліджень відбирали кров від 10-, 20- та 30-добових тварин. У крові визначали вміст інсуліну, трийодтироніну, кортизолу (Данчук В.В., 1998), МДА та активність СОД.
Із зоотехнічних показників визначали середню масу поросят на кінець досліду, середньодобовий приріст і приріст тварин за дослідний період.
Поряд із науковими експериментами проведено сьому серію досліджень метою якої були виробничі перевірки та апробація одержаних результатів.
Виробничу перевірку з ефективності використання цинку в раціонах поросних і лактуючих маток проведено на Коломийській дослідній станції. На Рівненській дослідній станції та в учбовому господарстві Львівського державного аграрного університету проведено апробацію і виробничу перевірку методу профілактики анемії та оксидаційного стресу у поросят раннього віку.
Визначено середньодобові прирости, живу масу поросят на кінець виробничої перевірки, збереженість поросят на час відлучення, вартість валової продукції, чистий дохід та економічний ефект.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
- Вплив ПОЛ та САЗ на обмін речовин, цитоморфометричні характеристики гепатоцитів та кислотну резистентність
еритроцитів поросят
Проведені дослідження свідчать про те, що за умови постнатальної адаптації зростає інтенсивність ПОЛ та знижується активність ферментативної САЗ (рис. 1). Як випливає з одержаних даних, сумарна антиоксидантна активність у тканинах новонароджених поросят – від народження до 5-ї доби життя зростає за рахунок нагромадження GSH та вітамінів А і Е.
Також виявлено, що зі зниженням активності СОД у тканині печінки поросят у період постнатальної адаптації зростав вміст гепатоцитів з діаметром понад 16 мкм. Як свідчать дослідження, за умови постнатальної адаптації в печінці поросят зростає інтенсивність ПОЛ, що, у свою чергу, викликає збільшення діаметра і об’єму дистрофічних пошкоджень клітинно-ядерного апарату гепатоцитів, а також підвищується кількість хромофобних клітин.
Зниження вмісту МДА у тканині печінки з 1- до 10-добового віку супроводжується збільшенням інтенсивності синтезу загальних ліпідів з [1-14С]ацетату в умовах in vitro.
 
Рисунок 1. Активність СОД, вміст МДА, інтенсивність синтезу ліпідів з
[1-14С]ацетату та кількість гепатоцитів, за діаметром > 16 мкм, у печінці поросят (n=3)
Аналогічний вплив постнатальної інтенсифікації ПОЛ відмічено під час аналізу резистентності еритроцитів поросят до кислотного гемолізу. Цей період у поросят характеризується зниженням сумарної кислотної резистентності еритроцитів через зменшення в периферичній крові фракції “високостійких” еритроцитів і наростання пулу еритроцитів з середньою стійкістю до гемолізу.
Динаміка якісного складу крові поросят віддзеркалює вихід із кров’яного русла еритроцитів внутріутробного періоду розвитку, що не повною мірою компенсується інтенсивністю еритропоезу і сприяє виникненню анемічного стану в поросят-сисунів.
Дослідженнями виявлено, що в мембранах нефракціонованих еритроцитів 10-добових поросят, порівняно до 5-добових тварин, істотно знижується вміст поліненасичених жирних кислот.
Виходячи з отриманих результатів можна припустити, що біологічна доцільність інтенсифікації ПОЛ у період постнатальної адаптації в свиней значною мірою обумовлена зміною біофізичних і біохімічних властивостей клітинних мембран та руйнуванням шляхом апоптозу “старих” клітин, пік функціональної активності яких припадав на плодовий період розвитку.
Еритрограми 1-добових поросят живою масою 800-900 г істотно відрізняються від еритрограм тварин з нормальним ступенем розвитку. Вони зсунуті вправо, що свідчить про зменшення у кров'яному руслі “зрілих” клітин червоної крові.
Популяція “високостійких” еритроцитів, до якої належать “молоді” форми еритроцитів, у поросят з малою масою зростала у 1,5 раза (p<0,05). Такі зміни розподілу популяцій еритроцитів відбувалися переважно за рахунок “середньостійких” форм, які є найбільш функціонально здатними еритроцитами.
Зазначимо, що такі зміни співвідношення клітин червоної крові супроводжувалось інтенсифікацією ПОЛ і зниженням активності ферментативної та неферментативної САЗ. Так, вміст GSH у тканинах 1-добових поросят з малою живою масою тіла знижувався: у тканині печінки у 2,3 раза (p<0,01), селезінки – у 1,5 раза (p<0,01), серця – у 2,9 раза (p<0,01), скелетного м'яза – у 1,7 раза (p<0,01).
Зниження активності САЗ у період постнатальної адаптації супроводжувалося зростанням у печінці 1-добових поросят кількості заліза та зменшенням вмісту цинку. У печінці поросят з низькою масою тіла також виявлено наростання кількості дистрофічних пошкоджень клітинно-ядерного апарату гепатоцитів, зниження вмісту вітамінів А і Е.
2. Вплив гормонів на активність антиоксидантних ферментів та інтенсивність ПОЛ у тканинах різних органів поросят
Враховуючи те, що в літературі відсутні дані про особливості регуляції інтенсивності ПОЛ у період постнатальної адаптації та підсисного етапу розвитку поросят, нами було поставлено завдання дослідити вплив гормонів (тироксину, інсуліну, кортизолу) на інтенсивність ПОЛ та активність САЗ у тканинах поросят раннього віку.
Виявлено, що за короткотривалого навантаження організму поросят-сисунів тироксином (2-4-та доба) різко зростає активність СОД у переважній більшості тканин, проте у 10-добових поросят вона істотно знижувалася.
У той же час, активність ГПО зростала лише в 5-добовому віці; вплив екзогенного тироксину на активність даного ензиму не залежав від тривалості його введення.
Поряд з стимулюючим впливом на активність СОД короткотривале навантаження тироксином викликало наростання вмісту ГПЛ у тканинах, що значною мірою підтверджує думку про те, що за умов тиреотоксикозу розвивається оксидаційний стрес (Владимиров Ю.А., 1977; Марзоев А.И., 1982). Однак, вміст МДА на даному етапі досліджень істотно знижувався, що ми пов’язуємо з можливістю його утилізації в мітохондріях. Проте зазначимо, що на сьогодні не відомо, якою мірою мітохондрії можуть використовувати МДА.
Внутрішньом’язове введення інсуліну сприяє зростанню активності ферментів глутатіонової САЗ, за винятком тканини легень, де спостерігалася тенденція до зниження активності ГР.
Парентеральне введення кортизолу поросятам викликає різке зниження активності СОД у досліджуваних тканинах 10-добових тварин (p<0,01-0,001), що безумовно, може викликати активацію ПОЛ. Очевидно саме тому нами зафіксовано наростання активності глутатіонової САЗ за умови парентерального введення кортизолу.
Особливо варто зазначити, що парентеральне введення кортизолу сприяло зниженню активності антиоксидантних ферментів та збільшенню вмісту МДА у слизовій оболонці 12-палої кишки, що, очевидно, може бути одним із механізмів виникнення виразки кишки при стресі у ссавців.
3. Вплив мікроелементів на обмін речовин, цитоморфометричні характеристики гепатоцитів та співвідношення популяцій
еритроцитів у поросят-сисунів
Вплив вмісту цинку в раціоні поросних свиноматок. Одержані результати свідчать, що підвищення вмісту цинку у раціоні поросних свиноматок протягом усього періоду поросності до 260 мг сприяє зростанню вмісту цинку у печінці поросят. Так, у печінці 5-добових поросят вміст цинку, порівняно до контрольних тварин, зростав у 2,4 раза (p<0,01).
Активність Cu,Zn–СОД у тканинах досить чутлива до забезпечення новонароджених поросят цинком. Протягом усього дослідного періоду активність СОД у тканинах поросят дослідної групи була на дещо вищому рівні, ніж у контролі. Зростання активності ферментативної САЗ та наростання вмісту GSH вказує на значно вищий ступінь антиоксидантного захисту в поросят дослідної групи, що, зрештою, і забезпечило зниження вмісту ГПЛ у тканинах 10-добових поросят.
З результатів досліджень випливає, що нагромадження вітаміну А в печінці поросят-сисунів суттєво залежить від рівня цинку в раціоні свиноматок. Так, на 5-, 10- і 30-ту добу життя цей показник був відповідно в 2,0; 1,7 і 1,4 раза вищий (p<0,01-0,001). Очевидно, це пов’язано із впливом цинку на рівень ретинолзв’язуючого білка в організмі тварин. Забезпечення поросят цинком значною мірою визначало також і вміст вітаміну Е у печінці та крові (p<0,05-0,01).
Висока адаптаційна здатність САЗ дослідних поросят у період постнатальної адаптації дала змогу прискорити апоптоз “старих” гепатоцитів та забезпечила високий рівень мітотичної активності в тканині печінки поросят раннього віку. Оскільки об’єм та діаметр дистрофічних пошкоджень клітинно-ядерного апарату гепатоцитів 5-добових поросят дослідної групи, порівняно з таким у контрольних поросят, достовірно нижчий, можемо стверджувати, що цинк має гепатотропну дію.
Пройшовши період постнатальної адаптації, гепатоцити плодового розвитку в поросят дослідної групи досить швидко замінюються на більш адаптаційно-спроможні клітини, що підтверджується збільшенням у тканині печінки 10-добових поросят даної групи вмісту гепатоцитів діаметром 13-16 мкм, який уже становив 56%, тобто в 2,3 раза більше, ніж у тварин контрольної групи.
У той же час, процеси ПОЛ та інтенсивність синтезу структурних ліпідів у печінці поросят-сисунів в умовах in vitro з [1-14С]ацетату суттєво залежать від вмісту цинку в печінці тварин (табл. 1). Інтенсивність синтезу фосфоліпідів та вільних жирних кислот у печінці 5-добових тварин дослідної групи зростала відповідно на 16 та 14% (p<0,05), а в 10-добових тварин збільшувалася також інтенсивність синтезу диацилгліцеролів (на 30%; p<0,05).
Отже, зростання активності СОД в еритроцитах – один зі стабілізуючих факторів системи еритрону. Виявлено пряму залежність між вмістом цинку в раціоні поросних свиноматок та динамікою кислотного гемолізу еритроцитів поросят-сисунів. Найкраще прослідковується вплив рівня забезпечення організму поросят цим мікроелементом у 10-добовому віці. На даному етапі онтогенезу добавка цинку до раціону поросних свиноматок сприяє оптимізації кислотної еритрограми, вона зменшується у часі і має один добре виражений пік. Спостерігається збільшення у кров’яному руслі поросят дослідної групи клітин з середньою стійкістю до гемолізу, що свідчить про вищий ступінь адаптаційної спроможності системи еритрону.
Таблиця 1
Інтенсивність використання [1-14C]ацетату в синтезі окремих класів
ліпідів у тканині печінки поросят різного віку в умовах in vitro,
імп./хв./100 мг тканини (n=3)
Примітка. У цій і наступних таблицях достовірні різниці між групами позначаються: p<0,05 –через *; p<0,01–**; p< 0,001–***.
| 
