Пероксидне окиснення ліпідів та показники обміну білків

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття ступеня кандидата сільськогосподарських наук

ПЕРОКСИДНЕ ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ТА ПОКАЗНИКИ ОБМІНУ БІЛКІВ

Спеціальність: Сільськогосподарське виробництво

ЄСЬМАН ДАР'Я ВОЛОДИМИРІВНА

Київ, 2008 рік

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Яєчна та м'ясна продуктивність птиці залежить від породи, віку, маси тіла, стану статевих органів, складу раціону, функціонування окремих систем та організму в цілому (Noble H., 1984, Чигрин А.І. та ін., 1999, Карпа І.В., 2003). У статевій системі птахів у ході розвитку інтенсивно проходять метаболічні процеси, що робить їх чутливими до дії різних стрес-факторів (Хібхенов Л.В., 1989, Ратич І.Б. та ін., 2002, Карпа І.В. та ін., 2004, Мартинюк У.А. та ін., 2005, Рижавський Б.Я. та ін., 2005). Яєчники виділяються високим вмістом загальних ліпідів - більше 20-ти відсотків. В яєчнику містяться ліпіди майже всіх груп - прості (нейтральні жири, стерини, стериди, діольні) і складні (фосфатиди, гліколіпіди, сульфатиди). Вони використовуються для структурних, енергетичних, метаболічних, захисних та інших потреб організму. Особливе місце належить стеринам і стеридам, які можуть слугувати основою для синтезу в яєчнику стероїдних гормонів (Кононський О.І., 2006). Відомо, що механізм дії естрогенів на організм ґрунтується на стимуляції біосинтезу РНК в клітинах репродуктивних органів, що приводить до зміни швидкості біосинтезу білка та його кількості (Гофман Е., 1971).

Відомо, що яєчна та м'ясна продуктивність різних видів птиці залежить від інтенсивності білково-нуклеїнового обміну в організмі та пероксидного окиснення ліпідів (Сімоненко М.М. та ін., 2001, Цехмістренко С.І. та ін., 2005). Білково-нуклеїновий обмін тісно пов'язаний з обміном ліпідів, при окисненні яких виділяється хімічна енергія, що використовується для біосинтезу білків, нуклеїнових кислот тощо. Всебічне дослідження особливостей обміну білків та нуклеїнових кислот в організмі перепелів може бути використане як теоретична основа для пошуку засобів підвищення рівня продуктивності та поліпшення якості одержуваної продукції. У літературі недостатньо даних про особливості синтезу білків та нуклеїнових кислот в окремих органах і тканинах, зокрема, в яєчнику перепелів на різних етапах продуктивності (Якименко І.Л. та ін., 2000, Цехмістренко С.І. та ін., 2006). У промисловому птахівництві для підвищення продуктивності та попередження багатьох захворювань виникла необхідність пошуку нових засобів стимуляції загальної резистентності організму птиці, в тому числі й за допомогою біоантиоксидантів. Особливе місце в регуляції обмінних процесів та окисно-відновних реакцій в організмі сільськогосподарської птиці належить вітаміну Е, оскільки він є важливим природним антиоксидантом (Сурай П.Ф. та ін., 1993, Surai P. et al., 1996, Surai P., 1999, Ярошенко Ф.О., 2002). Оптимальна забезпеченість птиці вітаміном Е дозволяє отримувати високу продуктивність та стимулювати відтворювальну здатність упродовж усього продуктивного періоду (Куткіна Л.Б. та ін., 2003). Як нестача, так і надлишок вітаміну Е у раціоні призводять до зниження продуктивності, збільшення витрат кормів та порушень обміну речовин в організмі птиці (Ярошенко Ф.О., 2002). В умовах промислового птахівництва контроль Е-вітамінної забезпеченості набуває особливої актуальності.

Об'єкт дослідження - пероксидне окиснення ліпідів та динаміка змін показників обміну білків і нуклеїнових кислот в яєчнику перепела залежно від віку, періоду продуктивності та вмісту вітаміну Е в кормах раціону.

Предмет дослідження - продукти пероксидного окиснення ліпідів, активність ферментів антиоксидантного захисту, показники білково-нуклеїнового обміну в яєчнику, вміст вітаміну Е в яєчнику та жовтку яєць перепела залежно від його вмісту в кормах раціону.

Публікації. Основні експериментальні матеріали за темою дисертаційної роботи опубліковано в 10 наукових роботах, з них 6 статей у фахових виданнях, що входять до переліку, затвердженого ВАК України, 4 тези доповідей у матеріалах конференцій та з'їзду.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, огляду літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів експериментальних досліджень, узагальнення результатів досліджень, висновків, пропозицій виробництву, додатків, списку використаних джерел літератури, що включає 323 найменування, з яких 94 латиницею. Роботу викладено на 132 сторінках комп'ютерного тексту, ілюстровано 22 таблицями та 33 рисунками.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи досліджень. Дослідження виконувались на базі віварію та лабораторії кафедри органічної і біологічної хімії Білоцерківського національного аграрного університету в період з 2004 по 2007 рік. В експериментах використовували перепелів кросу фараон. Для лабораторних досліджень використано 400 голів птиці, у виробничих дослідах - 400 перепелів. При проведенні лабораторного досліду з однодобових пташенят за принципом аналогів (за віком і масою тіла) було сформовано чотири групи по 100 голів у кожній. Годували птицю штучно виготовленим комбікормом (дерть кукурудзяна - 21%, дерть пшенична - 22%, дерть ячмінна - 10%, дерть горохова - 20%, шрот соєвий - 5%, шрот соняшниковий - 10%, рибне борошно - 6%, дріжджі - 2%, крейда - 2%, сіль - 1%, премікс - 1%) за вільного доступу до води і кормів. Досліди проводили за схемою: I - інтактна птиця (контроль) - отримувала корм, що містив рекомендовану добову норму вітаміну Е (30 мг/кг), II - птиця отримувала корм з вмістом вітаміну Е 20 мг/кг, III - птиця даної групи отримувала корм з вмістом вітаміну Е 300 мг/кг, IV - птиця отримувала корм з вмістом вітаміну Е 600 мг/кг.

Вітамін Е (б-токоферол ацетат) додавався до корму у вигляді 10% розчину в олії з 1-ї по 154-у добу досліду. Параметри мікроклімату приміщення, де утримувалася птиця, відповідали зоогігієнічним нормам та були ідентичними для птиці всіх груп. Для визначення показників відбирались клінічно здорові самки перепелів віком 4 (неяйценосні), 6 (початок яйцекладки) та 22 тижні (пік яйцекладки).

Матеріалом для лабораторних досліджень слугував яєчник перепела, який отримували після декапітації птиці під етерним наркозом. Для досліджень відбирали по 7 голів перепелів з кожної групи в один і той же час, з метою уникнення добових коливань фізіолого-біохімічних параметрів.

Інтенсивність білково-нуклеїнового обміну визначалась в яєчнику за вмістом загального білка (Lowry O.H. et al., 1951), активністю аспартатамінотрансферази (АсАТ, КФ 2.6.1.1), аланінамінотрансферази (АлАТ, КФ 2.6.1.2), лужної фосфатази (ЛФ, КФ 3.1.3.1), вмістом сечової кислоти, Магнію та неорганічного Фосфору, які визначали з використанням стандартних наборів реактивів фірми “Реагент” (м. Дніпропетровськ), нуклеїнових кислот (Клімов М.М. та ін., 1970).

Гістохімічні показники яєчника перепела. Показано, що сполучнотканинна строма яєчника 4-тижневих перепелів містить значну кількість загального білка. Найбільш інтенсивно виражена реакція на білки в мікроструктурах яєчника 6-тижневих перепелів. Встановлено локалізацію загального білка в сполучнотканинній стромі, фолікулярному епітелії та яйцеклітинах. До початку яйцекладки кислі білки, в основному, накопичуються в сполучнотканинній стромі вздовж фолікулярного епітелію. Основні білки локалізуються в сполучнотканинній стромі, фолікулярному епітелії яйцеклітин. На початку яйцекладки кислі білки накопичуються в сполучнотканинній стромі, в пік яйцекладки - в фолікулярному епітелії, тоді як основні білки локалізуються переважно в сполучнотканинній стромі.

Локалізацію загальних ліпідів в яєчнику перепела віком 4 тижні виявлено в фолікулах уздовж фолікулярного епітелію в вигляді дрібних частинок. На початку та в пік яйцекладки загальні ліпіди накопичуються всередині ооцитів і в сполучнотканинній стромі.

Найбільш інтенсивно виражена реакція на нуклеїнові кислоти в мікроструктурах яєчника перепелів віком 22 тижні. В цитоплазмі ооцитів, що дозрівають, виявлено найбільшу локалізацію РНК.

Сполучнотканинна строма фолікулярного епітелію характеризується вираженою реакцією Браше на РНК і реакцією Ейнарсона на загальні нуклеїнові кислоти.

Вплив вітаміну Е на антиоксидантний статус яєчнику перепелів. Виявлено, що радикальні метаболіти за рахунок їх високої окиснювальної здатності можуть викликати окиснення великої кількості органічних субстратів різної хімічної природи (ліпідів, білків, нуклеїнових кислот тощо), що призводить до порушення діяльності ферментативних систем, зберігання та передачі спадкової інформації, структури та функції клітинних мембран тощо (Парамонова Г.І. та ін., 1996). В результаті проведених досліджень встановлено, що період найвищої СОД активності в яєчнику птиці контрольної групи припадає на пік яйцекладки (22-й тиждень).

Встановлено, що СОД активність корелює з вмістом ДК (r = 0,97), що підтверджує їх активну участь у функціонуванні системи антиоксидантного захисту організму. При збільшенні дози вітаміну Е у 10 та 20 разів відносно загальноприйнятих норм на початку яйцекладки СОД активність знижується, а в пік продуктивності знову зростає.

Показано, що додавання вітаміну Е птиці IV групи в підвищеній у 20 разів дозі сприяє зростанню СОД активності впродовж усього періоду досліджень порівняно з контрольними показниками.

Аналогічні зміни відбуваються в усіх групах птиці. КАТ активність перебувала у від'ємній залежності від активності ЛФ (r = - 0,89) і вмістом загального білка (r = - 0,87). Встановлено, що КАТ активність на початку яйцекладки була вище контрольного показника в яєчнику птиці всіх дослідних груп, тоді як в її пік вірогідно зменшувалась (Р < 0,05).

Таким чином, активність СОД і КАТ в яєчнику перепелів з початком статевої зрілості знижувалась, а в пік яєчної продуктивності - підвищувалась. Це може свідчити про послаблення системи антиоксидантного захисту в період статевого дозрівання. При згодовуванні вітаміну Е в дозі 300 мг/кг корму, СОД і КАТ активність перевищувала показники контрольної і дослідних груп упродовж усього періоду досліджень. На початку яйцекладки в яєчнику птиці контрольної групи активність глутатіонпероксидази вірогідно зростає (Р < 0,01) відносно показника 4-тижневої птиці.

У віці 22-х тижнів даний показник знижується в яєчнику птиці всіх досліджуваних груп порівняно з аналогічними показниками в 4-тижневому віці. Показано, що відносно контролю в яєчнику перепелів III і IV груп з вмістом вітаміну Е в кормах 300 мг/кг і 600 мг/кг корму відповідно, ГПО активність була в межах контролю відносно птиці віком 6 тижнів, що свідчить про позитивний вплив вітаміну Е на активність даного ферменту.

Встановлено, що в яєчнику перепелів контрольної групи вміст ГПЛ з віком знижується. Він від'ємно корелює з КАТ активністю (r = - 0,78).

Аналогічні зміни залежно від періоду продуктивності, на фоні зростання КАТ активності спостерігаються в усіх дослідних групах, що свідчить про підвищення інтенсивності ПОЛ в яєчнику перепела в пік яйцекладки. В яєчнику перепелів в групах з підвищеним вмістом вітаміну Е у 10 та 20 разів, вміст ГПЛ був меншим у 6- та 22-тижневому віці порівняно з контролем, що свідчить про виражені антиоксидантні властивості вітаміну Е.

Вміст ДК в яєчнику перепелів з початком яйцекладки зменшується, тоді як у 22-тижневому віці зростає порівняно з 4-тижневою птицею, що може свідчити про виснаження системи антиоксидантного захисту до 22-тижневого віку. При додаванні до корму збільшеної в 10 разів відносно контролю дози вітаміну Е, вміст ДК в яєчнику перепелів у 4-тижневому віці досягає контрольного показника.

При згодовуванні вітаміну Е у дозі, що в 20 разів перевищує контрольну групу, даний показник є на 7,7% вище відносно контролю. З початком яйцекладки в яєчнику перепелів із груп, яким згодовували корм з підвищеним вмістом вітаміну Е у 10 і 20 разів вміст ДК знижується порівняно з контролем, тоді як в групі з вмістом вітаміну Е 20 мг/кг корму зростає в 2,6 рази (Р < 0,01).

Тривале згодовування кормів із вмістом вітаміну Е 20 мг/кг корму викликає зростання вмісту продуктів ПОЛ.

Результатами досліджень показано, що вміст ТБК-активних продуктів в яєчнику перепелів контрольної групи до 6-тижневого віку вірогідно зменшився на 19,2% порівняно з 4-тижневою птицею, що є свідченням розвитку адаптаційних процесів в організмі до початку яйцекладки. Таким чином, зменшення вмісту продуктів ПОЛ на фоні зростання активності досліджуваних ферментів антиоксидантного захисту з початком яйцекладки в яєчнику перепелів, що отримували збільшені дози вітаміну Е, свідчить про активацію системи АОЗ у відповідь на підвищення інтенсивності ПОЛ на даному етапі розвитку птиці.

Між обміном нуклеїнових кислот і білків існує тісний функціональний зв'язок. Уміст РНК в яєчнику перепелів усіх дослідних груп має тенденцію до зростання впродовж усього періоду досліджень.

Тривале вживання перепелами підвищених доз вітаміну Е з кормами, впливає на його вміст у жовтку яєць (Кучмістова О.Ф., 1998, Ярошенко Ф.О., 2002). Було встановлено залежність між вмістом вітаміну Е в раціоні, яєчнику та жовтку яєць перепелів. При дослідженні жовтка перепелиних яєць на вміст вітаміну Е відмічено, що згодовування його підвищеної дози в 10 разів у кормах раціону відносно контролю, впродовж 22-х тижнів сприяє підвищенню вмісту цього вітаміну в жовтку яйця в 2,9 рази (Р < 0,001). Підвищення вмісту вітаміну Е в комбікормі в 20 разів сприяло збільшенню його вмісту в жовтку в 5,1 рази (Р < 0,001). Згодовування перепелам корму з вмістом вітаміну Е 300 мг/кг економічно вигідно, оскільки при згодовуванні вітаміну Е в дозі 600 мг/кг корму виявлено ознаки Е-гіпервітамінозу. Згодовування перепелам кормів з вмістом вітаміну Е 20 мг/кг призвело до його зменшення в жовтку яєць в 5,1 рази (Р < 0,001) порівняно з контрольною групою. перепел птахівництво комбікорм

Додавання до комбікорму вітаміну Е в кількості, що в 10 разів більше контрольної, забезпечило підвищення середньодобових приростів за період досліду (з 1-ої по 70-ту добу) на 9,2%.

Завдяки біологічній активності вітаміну Е зростали адаптаційні можливості організму перепелів, що сприяло підвищенню збереженості поголів'я на 5,0%.

При додаванні до раціону підвищеної відносно контролю дози вітаміну Е (300 мг/кг), яйценосність перепелів зростає на 3,8%.

Таким чином, застосування підвищеної дози вітаміну Е відносно контролю у 10 разів у годівлі перепелів, крім зменшення негативної дії продуктів ПОЛ і стабілізації системи антиоксидантного захисту, сприяє нормалізації білково-нуклеїнового обміну, підвищенню економічної ефективності галузі за рахунок поліпшення якості продукції: в жовтку яйця зростає вміст вітаміну Е, підвищуються середньодобові прирости, збереженість поголів'я та збільшення яєчної продуктивності.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що випливає з досліджень процесів пероксидного окиснення ліпідів та показників обміну білків і нуклеїнових кислот в яєчнику перепелів залежно від періоду продуктивності та впливу різних доз вітаміну Е в складі кормів раціону на живу масу, збереженість поголів'я, яєчну продуктивність та вміст вітаміну Е в жовтку яєць:

1. При згодовуванні перепелам комбікорму з вмістом вітаміну Е 20 мг/кг корму, в яєчнику спостерігається підвищення інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів і накопичення їх продуктів: гідропероксидів - на 22-й тиждень у 2 рази (Р < 0,05), ТБК-активних продуктів - на 6-й тиждень життя в 2,4 рази (Р < 0,001) відносно контролю. Вміст загальних ліпідів вірогідно зменшується на 6-й тиждень життя на 36,6% проти контрольного показника (Р < 0,001). В пік яйцекладки відбувається виснаження системи антиоксидантного захисту, про що свідчить зниження активності каталази в 1,5 рази (Р < 0,05) і глутатіонпероксидази - в 4,7 рази (Р < 0,001) відносно контролю;

2. Тривале згодовування комбікормів зі збільшеним у 10 разів вмістом вітаміну Е в кормах раціону (300 мг/кг) порівняно з нормою, сприяє стабілізації окиснювальних процесів в яєчнику перепела за рахунок зменшення вмісту дієнових кон'югатів на 13,8% (Р < 0,05) і підвищення активності глутатіонредуктази на 58,7% відносно контролю;

3. В результаті включення підвищеної дози вітаміну Е (300 мг/кг) до складу кормів раціону, активність аспартатамінотрансферази, аланінамінотрансферази та лужної фосфатази зростає на 22-й тиждень життя птиці на 4,3%, 2,2% та 38,2% відповідно. Вміст РНК вірогідно зростає впродовж усього періоду досліджень, що свідчить про підвищення інтенсивності білково-нуклеїнового обміну під впливом збільшеної дози вітаміну Е в складі кормів раціону;

4. В результаті згодовування підвищеної дози вітаміну Е (300 мг/кг), спостерігається прямопропорційна залежність між вмістом його в кормах і яєчнику (r = 0,60), кормах і жовтку яєць (r = 0,70), яєчнику та жовтку яєць (r = 0,99). При згодовуванні збільшеної в 10 і 20 разів дози вітаміну Е його вміст у жовтку яєць зростає в 2,9 і 5,1 рази відповідно (Р < 0,001);

5. При підвищенні вмісту вітаміну Е в комбікормі раціону (300 мг/кг), зростає економічна ефективність перепелівництва за рахунок росту середньодобових приростів з 1-ї по 70-у добу досліду на 9,2%, збереженості поголів'я - на 5,0%, яйценосності - на 3,8% у порівнянні з показниками.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Муравка (Єсьман) Д.В., Кононський О.І. Білково-нуклеїновий обмін у тканинах яєчника перепелів у період дозрівання в них яйцеклітин // Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. - 2005. - №2. - С. 130-132. Дисертантом проведені експериментальні дослідження, статистична обробка одержаних даних, написано основний текст статті.

2. Kononskiy O., Tsehmistrenko S., Simonenko M., Chubar O., Muravka (Iesman) D., Ponomarenko N. Antioxidant status of poultry organs and tissues in postnatal ontogenesis period and under the influence of stress factors // Український біохімічний журнал. - 2005. - Т. 77, №5. - С. 166.

3. Муравка (Єсьман) Д.В. Деякі показники пероксидного окиснення ліпідів в яєчнику перепілки під час становлення яйцекладки // Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених „Теоретичні й практичні досягнення молодих вчених аграріїв”. Дніпропетровськ. - Дніпропетровськ, 2006. - С. 206-208.

4. Єсьман Д.В. Вплив вітаміну Е на ферментативну активність тканин яєчника перепілки // Матеріали VI Державної науково-практичної конференції молодих вчених, аспірантів та докторантів “Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті”. Біла Церква. - Біла Церква, 2007. - С. 74.

Размещено на Allbest.ru