Влияние возраста и физиологического состояния животных на активность ферментных систем, клеток, тканей и органов
Видовые особенности функционирования АТФазных ферментных систем клеток, тканей и органов птиц и свиней. Анализ активности ферментных систем в ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов. Исследование особенности функционирования ферментных систем.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.09.2010 |
Размер файла | 179,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
42
На правах рукописи
МОСЯГИН ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ
Влияние возраста и физиологического состояния животных на активность ферментных систем, клеток, тканей и органов
03.03.01 - физиология
03.01.04 биохимия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
доктора биологических наук
Москва - 2010
Работа выполнена на кафедре физиологии животных ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина» (ФГОУ ВПО МГАВМиБ)
Научные консультанты: доктор биологических наук, профессор Максимов Владимир Ильич, доктор биологических наук, профессор Фурман Юрий Васильевич
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Шевелев Николай Серафимович, доктор биологических наук, профессор Шапошников Андрей Александрович, доктор биологических наук, профессор Воробьева Светлана Владимировна.
Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания животных»
Защита диссертации состоится «____» ____ 20__ г. в ____ часов на заседании совета по защите диссертаций Д 220.042.04 при ФГОУ ВПО МГАВМиБ (109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23, тел. 377-93-83).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАВМиБ.
1. Общая характеристика работы
Актуальность работы. В настоящее время все более очевидной становиться важная и многообразная роль ферментных систем среди различных факторов, участвующих в регуляции и интеграции процессов развития и жизненных отправлений организма. На механизмах, основу которых составляют ферментные системы, базируется раскрытие в онтогенезе путей реализации наследственной информации, регуляции роста и развития, гомеостаза (Свечин К.Б, Аршавский И.А., Квасницкий А.В. и соавт., 1967; Никитин В.Н., 1975; Лысов В.Ф., 1977, 1996, 2004; Кузнецов А.И., 1986; Максимов В.И., 1999-2002, 2004, 2005; Максимов В.И. и др., 1999-2010; Гудин В.А., 2006; Torronteras S.R.et al., 1993). В частности, характерные периоды более быстрого и замедленного роста и развития органов и организма в целом в определенной степени связаны с активностью ферментных систем.
Известно, что активность этих систем зависит от степени воздействия различных факторов внешней и внутренней среды клетки, таких как изменение рН, концентрации субстрата, химическая модификация молекул, наличие специфических активаторов и ингибиторов, изменения проницаемости мембран, скорости деградации молекул фермента, индукции и репрессии биосинтеза белка молекул ферментов и др. (Чернов Н.Н., 1996; Болдырев А.А., 1997). Степень влияния этих факторов во многом определяется экзогенными и эндогенными условиями существования, оказывающими воздействие на организм, к ним относят: возраст, тип кормления, состояние гормонального фона, физиологическое состояние, периодов репродуктивной деятельности животных, стресс, нарушения метаболизма и др. Таким образом, активность ферментов, играет ведущую роль в реализации механизмов биохимической адаптации, обеспечивающих существование организма в постоянно изменяющейся внешней среде (А.М. Мороз, 1984; A.C. Swann, 1985 и др.; М.Н. Маслова и др, 1991; И.И. Мавров и др., 2002; Е.А. Силиванова, 2006; Д.Н. Кыров, 2006 и др.; Максимов В.И., 2002, 2006, 2008).
Одним из основных свойств живой клетки является избирательный транспорт веществ и энергии в клетку из внешней среды, ведущую роль в которых играет активный транспорт, осуществляемый ферментными системами мембран (ионными насосами), интегральными компонентами которых являются АТФазы. АТФ-зависимые ионные насосы, представляющие комплекс ферментов, обеспечивают как первичный транспорт катионов (H+, Na+, K+, Ca2+) и анионов (Cl-, HCO3-) против их электрохимических градиентов, так и вторично-активный перенос через мембрану в клетку сахаров, аминокислот, органических кислот, за счет энергии трансмембранного градиента концентрации ионов Na+. С работой АТФаз так же связана генерация биотоков, трансмембранного потенциала и передача нервного импульса, процессы сопряжения окислительного фосфорилирования. Накоплено большое количество сведений по изучению транспорта ионов и функционированию Mg2+- , Ca2+- , Na+,K+- , H+-АТФаз (Кагава Я., 1985; Болдырев А.А. и др., 1985, 1998; Вишняков С.И., 1989; Skou J.C. et al., 1992; Скулачев В.П., 1989, 2001; Опритов В.А., 1996; Цвилиховский М.И., 1997; Владимиров Ю.А., 1998; Чизмаджеев Ю.А., 2000, Лопина О.Д., 1997, 1999, 2001; Schiener-Bobis G., 2002; Jorgensen P.L. et al.,2003; Рубцов А.М., 2005 и др.).
Показатель активности АТФазных ионных насосов является очень чутким критерием оценки метаболического состояния организма. Для обеспечения процессов активного транспорта питательных веществ необходимы существенные затраты энергии, которые составляют до 40 % от суммарной энергии, поступившего корма. Существенное влияние на активность транспортных АТФаз оказывает обеспеченность животных белком различного качественного состава (Максимюк Н.Н., 1998; Фурман Ю.В., 2001).
Среди питательных веществ корма, влияющих на организм животных, ведущая роль принадлежит белку, он обеспечивает жизнедеятельность организма и способствует его росту. Роль белка особенно значима для организма птицы. В отличие от других животных птица нуждается в постоянном поступлении в организм большого количества полноценного белка. Более интенсивный обмен веществ в расчете на единицу массы тела птицы определяет и ее более высокую продуктивность. Известно, что 80 % протеина в рационах птицы приходится на долю растительных кормов, однако они имеют дефицит по ряду аминокислот и нуждаются в обогащении ими. Недостаток или избыток (имбаланс) аминокислот в рационе сопровождается нарушением обмена веществ, значительными потерями продуктивности, перерасходом кормов, снижением жизнеспособности организма, рентабельности производства в целом (Архипов А.В., 1984, 2007; Лемешева М., 2006).
Дальнейший прогресс птицеводства во многом зависит от использования новых ресурсосберегающих технологий. Это в свою очередь связано с решением проблемы дефицита кормового протеина и аминокислот за счет расширения их производства и повышения эффективности их использования (Фисинин В., 2006, 2007, Гальперн И.Л., 2009). Эту проблему в значительной степени можно решить за счет рационального использования отходов кожевенной промышленности. На предприятиях легкой промышленности их накапливается большое количество, они не только не используются, но и являются источником загрязнения окружающей среды. Производство белковых кормовых добавок из этих отходов является перспективным направлением рационального использования вторичных ресурсов (Фурман Ю.В., 2001;Бикташев Р.У., 1985).
Активность транспортных АТфаз в значительной степени зависит от изменения состава внутренней среды клетки, наблюдаемой во многих патологических процессах и в частности при воспалительных заболеваниях, что часто наблюдается у свиней (Орлянкин Б.Г., 2009; Straw B.E., 2006; Кабанов В.Д., 2001, Мисайлов В.Д., 2000).
Известно, что в воспалительный процесс вовлекаются многие биохимические компоненты, и в первую очередь ферментные системы. При повреждении клеточных мембран тканей в стадии альтерации в формирующемся очаге воспалительного процесса отмечается резкое снижение энергетических процессов и уменьшением количество ресинтезированного АТФ, вследствие реакции сосудов и развития ишемии. Это свою очередь оказывает существенное влияние на все энергозависимые процессы в клетке и ее органоидах. Нарушение структуры мембран приводит к нарушению механизмов транспорт ионов и метаболитов, накапливаются промежуточные метаболиты, отмечается распад сложных органических соединений на более простые. В результате физико-химические характеристики тканей очага воспаления резко изменяются. Повышается осмотическое и онкотическое давление, вследствие накопления одновалентных ионов (Cl-, Na+, H+, K+) при одновременном уменьшении Ca2+, Mn2+, Mg2+, что лежит в основе развития в последующем механизмов экссудации. Повышению проницаемости биологических мембран приводит к выравниванию градиента концентрации ионов и выходу содержимого клеточных органоидов наружу. Особое значение в развитии воспалительного процесса, на стадии альтерации, играют лизосомы, содержащие большое число гидролитических ферментов, выход которых в цитоплазму приводит к лизису клетки и близлежащих тканей (Протасова Т.Н., 1975; Серов В.В. и Пауков В.С., 1995).
Анализируя все вышесказанное, следует отметить, вместе с тем, что еще нет сведений об особенностях влияния возраста и физиологического состояния в конкретные фазы постнатального онтогенеза на активность ферментных систем клеток органов и тканей различных видов животных. Нет данных по такому важному вопросу, как изменение активности ферментных систем клеток тканей и органов при действии чрезвычайных факторов среды, приводящих к развитию воспалительного процесса. При этом такие факторы могут быть эндогенного и экзогенного характера, патогенетические, предрасполагающие и сопутствующие. К ним относят различные физические, химические и биологические воздействия, приводящие к развитию стресса, нарушению обмена веществ, токсикоамз, метаболической иммунодепрессии, технопатий, эндокринных заболеваний, послеродовых и других органопатологий (Плященко С.И. и др, 1983, 1988; Онегов А.П. и др., 1984; Юрков В.М., 1988; Ярилин А.А., 1989; Жаров А.В., 1998; Идрисов Г.З., 1998; Хаитов Р.М., 2000; Кармолиев Р.Х., 2002, 2005; Галактионов В.Г., 2005; Mafayer J.R. et al., 1987).
В связи с этим вполне очевидна актуальность исследования активности ферментных систем клеток тканей и органов в постнатальном онтогенезе у птиц и свиней в зависимости от физиологического состояния и действия чрезвычайных факторов среды.
Цель работы - выявление особенностей становления физиолого-биохимических процессов и функций в организме разных видов животных в постнатальном онтогенезе, связанных с активностью ферментных систем их клеток тканей и органов в зависимости от физиологического состояния, кормления и влияния чрезвычайных факторов среды.
Для достижения цели, были поставлены следующие задачи:
1. Установление видовых особенностей функционирования АТФазных ферментных систем клеток, тканей и органов птиц и свиней.
2. Выявление активности ферментных систем (АТФаз) в ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов цыплят-бройлеров, специфичности влияние ионного состава среды инкубации и ингибиторов на её активность.
3. Исследование особенности функционирования ферментных систем (АТФаз) в ядерной и цитоплазматической мембранах эритроцитов цыплят бройлеров в зависимости от возраста, а так же скармливания пептидной кормовой добавки из отходов кожевенного производства (ПКД) и сукцината натрия.
4. Выявление активности ферментных систем (АТФаз) в клетках тканей и органов цыплят-бройлеров в зависимости от возраста и скармливания ПКД.
5. Исследование активности ферментных систем клеток (АТФаз, протеаз, аминотрансфераз, фосфатаз и рибонуклеаз) в зависимости от физиологического состояния половой системы свиноматок.
6. Изучение активности ферментных систем клеток (АТФаз, протеаз, аминотрансфераз, фосфатаз и рибонуклеаз) в зависимости от действия чрезвычайных факторов, приводящих к развитию воспалительных процессов половой системы свиноматок.
7. Выявление локализации ферментных систем (АТФаз, фосфатаз) клеток эндометрия свиноматок в зависимости от влияния чрезвычайных факторов среды.
8. Исследование содержания нуклеиновых кислот в клетках эндометрия свиноматок в зависимости от физиологического состояния и действия чрезвычайных факторов среды.
Научная новизна работы. Впервые установлена видовая особенность активности ферментных систем клеток тканей и органов, которая имеет свое своеобразие у птиц и свиней.
В ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов цыплят-бройлеров выявлены АТФазы, активируемые ионами Mg2+-, Na+, K+-, Ca2+- и HCO3-. АТФазы цитоплазматических и ядерных мембран эритроцитов цыплят имеют существенные различия, проявляющиеся во влиянии на них ионов Na+ и K+. Так, ионы Na+,K+ детерминируют АТФазную активность цитоплазматических мембран на 97%, ионы Ca2+ - на 87% и HCO3- анион - на 96% с высокой степенью достоверности. Активность АТФазы ядер не зависела от наличия в среде инкубации ионов Na+,K+ и Ca2+ (P>0,05) и была детерминирована ионами HCO3- на 96% (P<0,01).
У цыплят-бройлеров выявлена АТФазная активность и особенности функционирования в ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов Mg2+-, Na+, K+-; Ca2+- и HCO3-- АТФаз при обычном кормлении и на рационах, содержащих сукцинат натрия и протеиновую кормовую добавку из отходов кожевенного производства. Применение сукцината и протеиновой кормовой добавки из отходов кожевенного производства способствует усилению обменных процессов в организме цыплят-бройлеров, отражающихся на активности АТФаз мембранных структур эритроцитов и показателях продуктивности.
У свиноматок выявлена функциональная активность Mg2+-, Na+, K+-, Ca2+- и HCO3-- АТФаз ядер, митохондрий и лизосом клеток эндометрия свиноматок в период различных стадий полового цикла, а также при наличии острого и хронического воспаления. При этом установлено:
ѕ что активность изучаемых АТФаз изменяется в зависимости от половой цикличности и характера воспалительного процесса в эндометрии;
ѕ наличие взаимосвязи активности АТФаз и протеаз, аминотрансфераз и фосфатаз клеток эндометрия свиноматок в динамике полового цикла, а также при наличии острого катарального эндометрита;
ѕ зависимость ферментативной активности протеаз, аминотрансфераз и фосфатаз от их локализации, стадии полового цикла и рН среды;
ѕ изменение активности протеаз, аминотрансфераз и фосфатаз, отражающееся на активности АТФаз ядер, митохондрий и лизосом клеток эндометрия свиноматок при остром катаральном эндометрите.
Получены новые данные о содержании и распределении в тканях эндометрия свиноматок ДНК и РНК в различные стадии полового цикла и при остром послеродовом эндометрите. Установлено, что скорость аутолиза нуклеиновых кислот в эндометрии свиноматок изменяется в зависимости от стадии полового цикла и наличия воспалительного процесса.
Теоретическая и практическая значимость работы. Выполненные исследования носят фундаментальный характер и содержат новые решения актуальной научной проблемы выяснения становления физиолого-биохимических механизмов активного транспорта ионов.
Установленные особенности физиолого-биохимических механизмов активного транспорта с участием АТФазных ионных насосов с возрастом, кормлением, физиологическим состоянием необходимы для решения практических задач по созданию нормальных условий содержания животных, обеспечивающих полное проявление их генетических потенциальных возможностей.
Результаты проведенных исследований расширяют и конкретизируют существующие представления о взаимосвязи ферментных систем в эндометрии при физиологических перестройках, связанных с половой цикличностью, а так же при развитии острого и хронического воспалительных процессов.
Полученные данные открывают перспективу для дальнейших исследований по раскрытию молекулярных механизмов функционирования АТФазных транспортных систем в субклеточных структурах клеток органов и тканей животных при изменении внешних и внутренних условий существования. Результаты работы предполагают целенаправленный поиск специфических препаратов, способных эффективно регулировать транспортные процессы. Проведенные биохимические исследования вносят несомненный вклад в решение фундаментальной проблемы регуляции активного транспорта веществ с участием АТФазных ионных насосов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Существует видовая особенность активности АТФазных ферментных систем клеток тканей и органов.
2. Физиолого-биохимические механизмы активного транспорта ионов с участием Mg2+-; Na+,K+-; Ca2+- и HCO3-- АТФаз в организме птиц имеют возрастные особенности.
3. Кормовые добавки (пептидная и сукцинат натрия) оказывают стимулирующее влияние на активность АТФаз, физиолого-биохимические показатели крови, тканей и органов и продуктивность цыплят-бройлеров.
4. Чрезвычайный фактор, вызвавший эндометрит изменяет физиолого-биохимические механизмы активного транспорта с участием Mg2+-; Na+,K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз субклеточных органоидов эндометрия свиноматок.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы доложены и одобрены на: Международной научно-производственной конференции по акушерству, гинекологии и биотехнологии репродукции животных (С.-Петербург, 2001); VI международной научнопроизводственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2002); Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Аграрная наука в начале XXI века» (Воронеж, 2002); VII международной научно-производственной конференции БГСХА «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 2003); XV международной научно-практической конференции, посвященной 300-летию С.-Петербурга «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (С.-Петербург, 2003); Международной научно-практической конференции Курского института социального образования (филиала) РГСУ «Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических, технико-экономических сфер жизни общества» (Курск, 2007); Международной научно-практической конференции Курского института социального образования (филиала) РГСУ «Научные исследования, автоматика и динамика машин, инновационные и средозащитные технологии в техносфере» (Курск, 2007); Конференциях профессорско-преподавательского состава Курской государственной сельскохозяйственной академии имени И.И. Иванова (Курск, 1995-2005); VIII международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Украина, Харьков, 2008); Всеукраинской научной конференции с международным участием «Актуальные проблемы современной биохимии и клеточной биологии» (Украина, Днепропетровск, 2008); II съезде физиологов СНГ (Кишинев, 2008); 74-й научной конференции Курского государственного медицинского университета, сессии Центрально-Черноземного научного центра РАМН и отделения РАЕН (Курск, 2009); Всеукраинской научно-практической конференции «Досягнения перспективи експерементальноi i клiнiчноi бiохiмii» (Украина. Тернополь, 2009); Всероссийской научной конференции с международным участием «Теоретические основы физической культуры» (Казань, ТГГПУ, 2009); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины», посвященной 90-летию ФГОУ ВПО МГАВМиБ (Москва, 2009); Международной научно-практической конференции «Адаптация и становление физиологических функций у животных», посвященной 90-летию кафедры физиологии животных ФГОУ ВПО МГАВМиБ (Москва, 2010); межкафедральном совещании по предварительной экспертизе диссертации в ФГОУ ВПО МГАВМиБ.
По материалам диссертации опубликованы 52 работы, в том числе: 3 -патента на полезную модель, 11 - в рецензируемых печатных изданиях, рекомендованных ВАК РФ. В публикациях содержится полный объём информации, касающийся темы диссертации.
Основные материалы, изложенные в диссертации, получены автором самостоятельно.
Выражаю научным консультантам и своим коллегам глубокую благодарность и признательность за оказанную помощь.
Структура и объём диссертации
Диссертация изложена на 246 страницах машинописного текста, иллюстрирована 40 таблицами и 79 рисунками. Состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования (1 глава), изложения собственных результатов (6 глав), заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, включающего 359 источника, в том числе 228 отечественных и 131 иностранных.
2. Материалы и методы исследований
Исследования проведены в 1992…2010 г.г. и выполнялись в научно-исследовательских лабораториях кафедры физиологии животных ФГОУ ВПО «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина», в биохимическом отделе ТМО № 6 г. Курска, на животных птицефабрики «Курская» Курского района Курской области, птицефабрики «Красная поляна» Железногорского района Курской области, ООО «Курские мясопродукты», подсобного хозяйства Курской АЭС.
Таблица 1. Количество и возрастные группы исследованных животных
Возраст |
Количество, голов |
Средняя масса тела |
|
Цыплята-бройлеры кросса «ISA» |
|||
1 сут |
50 |
46,3±0,7 г |
|
10 сут |
40 |
271±11 г |
|
20 сут |
40 |
774±31 |
|
30 сут |
40 |
1157±68 г |
|
40 сут |
40 |
2125±109 г |
|
Свиньи крупной белой породы |
|||
2 мес. |
10 |
18-19 кг |
|
6 мес. |
10 |
75-85 кг |
|
12 мес. |
10 |
110-120 кг |
|
Здоровые свиноматки крупной белой породы |
|||
2 года |
21 |
170-180 кг |
|
Свиноматки крупной белой породы с острым эндометритом |
|||
2 года |
21 |
170-180 кг |
|
Свиноматки крупной белой породы с хроническим эндометритом |
|||
2 года |
21 |
170-180 кг |
Рис.1. Схема исследований
Материалы исследований. Для решения поставленных задач проведено:
1. Исследование влияния кормовых добавок на четырех группах цыплят. Из суточных цыплят живой массой 37-40 грамм были сформированы четыре группы по 100 голов в каждой: три группы опытные и одна - контрольная.
Кормление экспериментальных цыплят проводили комбикормами с пониженным уровнем протеина, в 100 г которых содержалось 18-20 % сырого протеина и 295-310 ккал обменной энергии. Для доведения уровня протеина в комбикорме до рекомендуемых норм использовали протеиновую кормовую добавку из отходов кожевенного производства (опытные группы 1 и 2), мясокостную муку и сухое обезжиренное молоко (опытные группы 3 и 4), содержание в кормосмесях опытных и контрольной групп сырого протеина, кальция и фосфора существенно не отличалось (P>0,05).
В течение периода постановки опыта (40 суток) оценивали общее клиническое состояние и поведение птицы. Отмечено, что скармливание препаратов в указанных дозах не вызывает видимых изменений в поведении и клиническом состоянии цыплят.
Норма кормления соответствовала рекомендации ВИЖа (А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов, 2003).
Во время опытов осуществляли контроль за состоянием здоровья животных, вели наблюдение за приемом и поедаемостью корма, учитывали их реакцию на различные внешние раздражители.
Кровь для исследований брали у цыплят в 1, 10, 20, 30 и 40 суточном возрасте из вен шеи после умерщвления декапитацией. Отделение эритроцитов от плазмы проводили путем центрифугирования в рефрижераторной центрифуге (t=100C) в течение 30 мин при 3000 оборотах. Эритроциты после отделения от плазмы двукратно отмывали физиологическим раствором.
Печень, почки, фрагменты скелетной мускулатуры и сердце брали у цыплят в 10, 20, 30 и 40 суточном возрасте.
2. Изучение активности ферментных систем эндометрия свиноматок в зависимости от состояния здоровья и стадии полового цикла. Животных разделяли на группы в зависимости от состояния здоровья и стадии полового цикла. Стадии полового цикла определяли по функциональному состоянию яичников и на основании гистологического анализа. Характер воспалительного процесса устанавливали на основании гистологических исследований эндометрия.
Фрагменты эндометрия брались из разных участков рога матки свиноматок непосредственно во время убоя для биохимического, гистологического и гистохимического анализа.
Методы исследований. Физиологическое состояние свиней и птиц, в зависимости от возраста, оценивали общепринятыми в клинической практике методами - определение температуры тела, частоты пульса и дыхательных движений в минуту, массы тела и ее среднесуточный прирост, состояния кожи, волосяного покрова, слизистых оболочек, выделений (В.Ф. Лысов, 1977, 2004, А.И. Кузнецов, 2003; и др.).
Для определения морфофизиологических, биохимических показателей, брали кровь из хвостовой артерии свиней от 10 животных в каждой группе. Кровь стабилизировали гепарином. У птиц - методом декапитации, а в более старшем возрасте - из подкрыльцовой вены от 10 животных в каждой группе. Кровь стабилизировали средой Алсвера.
Морфофизиологические показатели. В крови определяли скорость оседания эритроцитов (СОЭ) методом Панченкова. Определение гемоглобина - гемоглобин-цианидным колориметриическим методом (Симонян Г.А, 1995; Петров А.М. и др., 1995, 1999). Подсчет эритроцитов и лейкоцитов в камере Горяева и автоматическим кондуктометрическим счетчиком «Пикоскель-PS-4» (Лысов В.Ф. и др., 2004). Отдельных форм лейкоцитов (лейкограмму) общепринятыми методами (Кондрахин И.П., 1985; Симонян Г.А. идр., 1995). В сыворотке крови исследовали содержание общего белка на рефрактометре ИРФ-22, концентрацию общего кальция, неорганического фосфора, глюкозы, АЛТ, АСТ устанавливали с использованием наборов «Био-Ла-Тест» фирмы «Лахема» с последующим спектрофотометрированием, фракции белка методом электрофореза на пленках из ацетата целлюлозы, аминокислотный состав мышечной ткани - автоматическим анализатором ААА 339М (Микротехна Прага).
Биохимические показатели.
1. Субклеточные фракции (ядра, митохондрии, лизосомы) выделяли методом дифференциального центрифугирования с последующим двухкратным промыванием каждой фракции в 50 - мМ трисHCl буфере (рН 7,4) по методике Chauveau J. et al.(1956).
2. Выделение ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров методом 3-х кратного замораживания-оттаивания в растворе сахарозы.
3. АТФазную активность определяли методами:
а) Keeton, K.S., 1972, при этом активность Na+,К+ - АТФазы рассчитывали по разности между общей АТФазой и уабаиннечувствительной АТФазой.
б) Иващенко А.Т. и др.,1981. при этом активность АТФаз оценивали по приросту неорганического фосфата после инкубации при 370С и выражали в наномолях неорганического фосфата (Фн) отщепленного 1 мг белка в 1 мин.
4. Неорганический фосфат определяли спектрофотометрическим методом (Кондрашова М.Н. и др., 1965) при длине волны 390нм, а также по методу Чена (1957) в модификации Казеннова А.М. и соавт. (1984).
5. Определение активности протеолитических ферментов в гомогенате и субклеточных фракциях проводили модифицированным методом Ансона М.Л. (Anson M.L., 1938).
6. Концентрацию белка в гомогенате и субклеточных фракциях определяли методом Lowry et al (1951), а также методом Варбурга и Кристиана (Досон Р., 1991).
7. Активность АСТ и АЛТ в гомогенате определяли методом Райтмана-Френкеля (Колб и др., 1976; Кондрахин И.П. и др., 1985).
8. Белок в гомогенате определяли спектрофотометрически методом Варбурга и Кристиана (Досон Р., 1991).
8. Активность ЩФ и КФ в гомогенате устанавливали методом Бодански (Комаров Ф.И. и др., 1981) по гидролизу n-нитрофенилфосфата.
9. Белковые фракции в гомогенате оценивали электрофоретически на мембранах из ацетата целлюлозы «Владипор» МФАС-ОС-1.
10. Количественное содержание РНК и ДНК в навеске слизистой оболочки матки устанавливали методом двухволновой спектрофотометрии в УФ спектре (Шмидт, Таннгаузер, 1945).
11. Активность дезоксирибонуклеазы и рибонуклеазы определяли опосредованно по уменьшению содержания нуклеиновых кислот в гомогенате эндометрия в процессе инкубирования в 0,2 М натрий-ацетатном буфере при рН 5,2 (метод Schneider W.S., Hogeboon J.H., 1952 в модификации Бенинг Т.А., 1964; Шапот В.С., 1968; Марокко И.Н., 1971).
12. Гистологические исследования проводили по методу Меркулова, гистохимический анализ по Гомори (Агеев А.К., 1969; Журавлева Т.Б., 1978).
В работе использовали реактивы фирм Sigma, Merk, наборы реактивов «Био-Ла-Тест» фирмы «Лахема» и реактивы отечественного производства (ч.д.а.).
Статистическая обработка. Полученные в ходе исследований данные подвергались биометрической обработке (Варфоломеев С.Д., 1999; Дерффель К.,1994; Геккелер К.,1994; Крутов В.И., 1989, Макарова Н.Я., Трофимец В.Я., 2002, Кутейников А.Н., 2008) на ПЭВМ с использованием пакета прикладных программ.
Достоверность обозначалась: * - Р < 0,05; ** - Р < 0,01.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Активность ферментных систем тканей и органов птиц и свиней
3.1.1 АТФазная активность органов и тканей цыплят-бройлеров
Активность общей АТФазы и влияние на неё ионов электролитов и ингибиторов. Ионы натрия, калия и магния оказывают активирующее действие на активность АТФазы в разных диапазонах концентраций, так максимальная АТФазная активность проявляется при концентрациях ионов: натрия - 115-145, ионов калия - 19-28, ионов магния - 2,0 - 4,0ммоль·мл-1.
Однофакторный дисперсионный анализ показал, что активность АТФазы была на 76,5% детерминирована ионами магния, на 96,5% ионами натрия и на 47,6% ионами калия.
Изучение комбинаций оптимальных концентраций этих ионов показало, что максимальная АТФазная активность отмечалась в инкубационной среде, содержащей: Na+ - 120 ммоль·мл, К+ - 20 ммоль·мл; Mg2+ - 3,0 ммоль·мл и составляла 9,240,23 нмоль Фн ·мг белка-1·мин-1.
Полученные результаты указывают на то, что ионы натрия играют основную регуляторную роль в активности фермента.
Анализ этих данных позволяет предположить, что величина транспорта веществ, а, следовательно, и активность АТФазы существенно зависит от количества натрия в плазме крови. Таким образом, избыток или недостаток этих ионов в кормах цыплят-бройлеров может отражаться на уровне межклеточного обмене веществ, вызывая его существенные нарушения.
Влияния ионов на АТФазную активность ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров. У цыплят суточного возраста отмечено, что наибольшую активность в цитоплазматических мембранах имели Na+,K+- и HCO3--АТФазы, в ядрах - HCO3--АТФаза (табл. 2.).
Таблица 2. АТФазная активности цитоплазматических и ядерных мембран эритроцитов цыплят суточного возраста (нмоль Фн мг белка-1·мин-1) и коэффициенты детерминации, (n=10)
АТФаза Мембраны |
Mg2+- |
Na+,K+- |
Ca2+- |
HCO3-- |
|
Цитоплазматическая |
8,320,12 |
12,370,13 |
10,360,14 |
12,150,13 |
|
Коэфф. детерминации |
- |
0,97** |
0,87** |
0,96** |
|
Ядерная |
4,890,18 |
5,080,14 |
5,050,15 |
14,610,43 |
|
Коэфф. детерминации |
- |
0,03 |
0,02 |
0,96** |
Однофакторный дисперсионный анализ показал, что ионы Na+,K+ детерминируют АТФазную активность цитоплазматических мембран на 97%, ионы Ca2+ - на 87% и HCO3- анион - на 96% (P<0,01).
Активность АТФазы ядер не зависела от наличия в среде инкубации ионов Na+,K+ и Ca2+ (P>0,05) и была детерминирована ионами HCO3- на 96% (P<0,01).
Двухфакторный дисперсионный анализ (табл. 3). Показал, что наибольшее влияние на активность АТФаз цитоплазматических мембран и ядер оказывал возраст цыплят.
Таблица 3. Коэффициенты детерминации влияния возраста и ионного состава среды инкубации на активность АТФаз, (n=40)
Коэффициенты детерминации |
Na+, K+ |
Ca2+ |
HCO3- |
|
Цитоплазматическая мембрана |
||||
фактор А (возраст) |
0,5480** |
0,7250** |
0,3610** |
|
фактора Б (ионный состав) |
0,3450* |
0,1290* |
0,5230* |
|
Ядра |
||||
фактор А (возраст) |
0,9190** |
0,9230** |
0,0283* |
|
фактора Б (ионный состав) |
0,0004 |
0,010* |
0,8490** |
АТФазная активность цитоплазматической мембраны эритроцитов была детерминировали ионами Na+, K+, Ca2+ и HCO3-. В то же время ионы Na+, K+ и Ca2+ практически не влияли на АТФазную активность ядер, а анион HCO3- детерминировал ее на 84,9%. Это говорит о том, что цитоплазматические мембраны эритроцитов цыплят содержат анион-чувствительную АТФазу, подобную F1-фактору Рэкера и, по-видимому, участвующую в процессах энергообеспечения эритроцитов птиц.
Влияние кормовых добавок на активность АТФаз ядерных и цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров. Активность АТФаз цыплят 10 суточного возраста существенно ниже, чем у цыплят 20, 30 и 40-суточного возраста, что, по-видимому, связано с возрастными особенностями строения эритроцитов (рис.2-5.).
Активность Na+,K+- и HCO3--АТФаз была (Р0,05) выше во всех опытных группах, чем активность Mg2+-АТФазы. Причем с возрастом отмечался более интенсивный прирост активности этих АТФаз, что подтверждается уравнениями регрессии.
На величину активности АТФаз существенное влияние оказывали изучаемые препараты. Так, активность АТФаз в 1 и 2 группах опыта была выше этого показателя в контрольной группе (Р0,05).
Рис. 2. Активность Mg2+-АТФазы цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят бройлеров, (n=10)
Рис. 3. Активность Na+,K+-АТФазы цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят бройлеров, (n=10)
Рис. 4. Активность Ca2+-АТФазы цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят бройлеров, (n=10)
Рис. 5. Активность HCO3--АТФазы цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят бройлеров, (n=10)
У цыплят опытной группы 1, получавшей ПКД, рост активности АТФазы происходил более интенсивно по сравнению с другими группами (табл. 6.).
Таблица 6. Уравнения регрессии динамики активности АТФазы (у - активность АТФазы, а Х - возраст цыплят)
Группа |
Mg2+-АТФаза |
Na+,K+-АТФаза |
Ca2+-АТФаза |
HCO3--АТФаза |
|
1 |
y=8,95+0,15X |
y=10,71+0,16X |
y=9,69+0,16X |
y=8,05+0,44X |
|
2 |
y=8,88+0,14X |
y=10,30+0,16X |
y=9,67+0,16X |
y=7,95+0,44X |
|
3 |
y=7,94+0,097X |
y=10,29+0,09X |
y=9,36+0,13X |
y=9,06+0,31X |
|
4 |
y=8,27+0,097X |
y=9,90+0,11X |
y=9,18+0,10X |
y=8,75+0,29X |
Динамика АТФазной активности ядер эритроцитов цыплят бройлеров при скармливании им ПКД и сукцината была существенно ниже (Р0,05), чем цитоплазматических мембран (рис. 6-9).
С возрастом отмечается существенный прирост активности Mg2+-, Na+,K+- и Ca2+-АТФаз. В то время как активность HCO3--АТФазы снижается.
Рис. 6. Активность Mg2+-АТФазы ядер эритроцитов цыплят-бройлеров, (n=10)
Рис. 7. Активность Na+,K+-АТФазы ядер эритроцитов цыплят-бройлеров, (n=10)
Рис. 8. Активность Ca2+-АТФазы ядер эритроцитов цыплят-бройлеров, (n=10)
Рис. 9. Активность HCO3--АТФазы ядер эритроцитов цыплят-бройлеров, (n=10)
Активность Mg2+-АТФазы у цыплят 10, 20, 30 и 40 суточного возраста всех групп опыта была достоверно (Р0,05) выше, чем в контроле.
Общая динамика изменения Na+,K+-АТфазной активности аналогична динамике Mg2+-АТФазы.
Внесение в среду инкубации ионов Ca2+ не отражалось на АТФазной активности ядер эритроцитов цыплят-бройлеров 10 суточного возраста по сравнению с Mg2+-АТФазой.
Активность HCO3--АТФазы ядер по сравнению с активностью Mg2+-АТФазы была выше в среднем в 2,5 раза.
Для Mg2+-, Na+,K+ и Ca2+-АТФаз установлена сходная динамика возрастной активности, несколько отличающаяся по группам опыта - наибольший прирост активности отмечен в группах 1 и 2, получавших ПКД (табл. 7.).
Таблица 7. Уравнения регрессии динамики активности АТФазы ядер
Группа |
Mg2+-АТФаза |
Na+,K+-АТфаза |
Ca2+-АТФаз |
HCO3--АТФаз |
|
1 |
y=3,48+0,08X |
y=3,54+0,08X |
y=3,46+0,09X |
y=10,60-0,04X |
|
2 |
y=3,19+0,10X |
y=3,23+0,10X |
y=3,27+0,11X |
y=15,67-0,12X |
|
3 |
y=3,47+0,08X |
y=3,46+0,08X |
y=3,44+0,09X |
y=12,77-0,09X |
|
4 |
y=3,18+0,08X |
y=3,23+0,08X |
y=3,13+0,10X |
y=10,40-0,03X |
Динамика активности HCO3--АТФазы имеет существенные отличия от других АТФаз - отмечено ее снижение, особенно интенсивное в опытных группах 2 и 3, получавших сукцинат натрия (Р0,05).
Скармливание препаратов значительным образом отражается на динамике прироста АТФазной активности, что видно по уравнениям регрессии. Так наибольшее влияние на активность HCO3--АТФазы ядер оказывает совместное применение препаратов (опытная группа 2) и янтарная кислота (опытная группа 3), что очевидно связано с активацией энергетического обмена.
Двухфакторный дисперсионный анализ (табл. 8) показал, что активность Mg2+-АТФазы на 61,3 %, 63,9% и 79,7% соответственно в 1, 2 и 3 опытных группах детерминирована возрастом цыплят и на 28,9 % скармливанием ПКД, 21,6% - при совместном скармливании ПКД и сукцината. Использование сукцината (опытная группа 3) оказывало влияние на активность этой АТФазы на 1,5%. Совместное влияние факторов было так же незначительным: 3,1%, 3,1% и 4,7% соответственно по группам опыта (Р0,05).
Активность Na+,K+-АТфазы на 61,8 %, 70,4% и 86,9% детерминирована возрастом цыплят (соответственно в 1, 2 и 3 опытных группах) и на 30,7 % скармливанием ПКД, 20,6% - при совместном скармливании препаратов. Использование сукцината (опытная группа 3) не оказывало достоверного влияния. Совместное влияние факторов было незначительным: 3,7%, 3,6% и 2,57% соответственно по группам опыта.
Таблица 8. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа, (n=160)
Коэффициенты детерминации |
1 (опыт) |
2 (опыт) |
3 (контроль) |
|
Mg2+-АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,613* |
0,639* |
0,797** |
|
фактора Б (добавки) |
0,289* |
0,216* |
0,015* |
|
совместное влияние факторов |
0,031* |
0,032* |
0,047* |
|
Na+,K+-АТфаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,618* |
0,704* |
0,869* |
|
фактора Б (добавки) |
0,307* |
0,206* |
0,003 |
|
совместное влияние факторов |
0,037* |
0,036* |
0,025* |
|
Ca2+-АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,579* |
0,610* |
0,816** |
|
фактора Б (добавки) |
0,328* |
0,294* |
0,082** |
|
совместное влияние факторов |
0,045* |
0,043* |
0,012* |
|
HCO3--АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,854** |
0,863** |
0,964** |
|
фактора Б (добавки) |
0,107* |
0,099* |
0,007* |
|
совместное влияние факторов |
0,031* |
0,029* |
0,001 |
Практически аналогичное влияние факторов было установлено для активности Ca2+-АТФазы. Возраст влиял на активность этого фермента 57,9 %, 61,0% и 81,6% (соответственно в 1, 2 и 3 опытных группах).
Активность Ca2+-АТФазы была детерминирована на 32,8 % скармливанием ПКД, 29,4 % - при совместном скармливании препаратов и на 8,2% - сукцинатом.
Совместное влияние факторов было так же незначительным: 4,5%, 4,3% и 1,2% соответственно по группам опыта.
Активность HCO3--АТФазы была так же детерминирована возрастом цыплят, соответственно по группам опыта на 85,4 %, 86,3 % и 96, 4 %. В то же время влияние добавок было существенно меньшим - 10,7%, и 9,9 % в группах 1 и 2, получавших ПКД и ПКД совместно с сукцинатом. Влияние сукцината (группа 3) было несущественным 0,7%. Незначительным было так же и совместное влияние факторов - 3,1% и 2,9% соответственно в группах опыта 1 и 2.
Активность Mg2+-АТФазы, Na+,K+-АТфазы и Ca2+-АТФазы ядер почти на 90 %, была детерминирована возрастом цыплят. Влияние добавок и совместное влияние факторов было незначительно 0,9 - 3,9% (табл. 9).
Таблица 9. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа, (n=160)
Коэффициенты детерминации |
1 (опыт) |
2 (опыт) |
3 (контроль) |
|
Mg2+-АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,906** |
0,899** |
0,888** |
|
фактора Б (добавки) |
0,013* |
0,039* |
0,011* |
|
совместное влияние факторов |
0,013* |
0,012* |
0,015* |
|
Na+,K+-АТфаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,891** |
0,893* |
0,842** |
|
фактора Б (добавки) |
0,009* |
0,023* |
0,006 |
|
совместное влияние факторов |
0,016* |
0,005 |
0,011 |
|
Ca2+-АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,911** |
0,908** |
0,916** |
|
фактора Б (добавки) |
0,012* |
0,031* |
0,009* |
|
совместное влияние факторов |
0,012* |
0,012* |
0,007 |
|
HCO3--АТФаза |
||||
фактор А (возраст) |
0,659* |
0,259* |
0,520* |
|
фактора Б (добавки) |
0,009 |
0,614* |
0,219* |
|
совместное влияние факторов |
0,025 |
0,092* |
0,124* |
Активность HCO3--АТФазы была также детерминирована возрастом цыплят, соответственно по группам опыта на 65,9 %, 25,9% и 52,0 %.
Достоверное влияние кормовых добавок было установлено только в группах опыта 2 и 3, получавших сукцинат, соответственно на 61,4% и 21,9%. В этих группах опыта так же выявлено совместное влияние факторов, детерминирующих активность фермента на 9,2% и 12,4% соответственно.
АТФазная активность тканей и органов цыплят бройлеров. АТФазная активность неодинакова в различных тканях. Изученные нами объекты по убыванию активности можно расположить в следующий ряд: почкипеченьэритроцитыскелетные и сердечные мышцы. В процессе выращивания цыплят (с возрастом) активность АТФазы возрастает. Наибольшие изменения в этом отношении отмечены в почках, далее следует печень и эритроциты и в меньшей степени такие сдвиги наблюдались в мышцах.
Проведенные исследования также показали, что АТФазная активность во всех изученных объектах находится в зависимости от состава рациона, что подтверждается уравнениями регрессии (табл.10).
Рост активности АТФазы в гепатоцитах цыплят опытных групп 1 и 2 происходил более интенсивно, чем в контрольной группе и группе опыта 3. Более высокую активность АТФазы в гепатоцитах цыплят опытных групп 1 и 2 можно объяснить тем, что протеин кормовой добавки гидролизован, продукты гидролиза интенсивно всасываются в кишечнике, достигают печени и активизируют в ней метаболические процессы.
Таблица 10. Уравнения регрессии активности АТФазы тканей и органов цыплят-бройлеров (у - активность АТФазы, Х - возраст цыплят в сут)
Группа |
Печень |
Почки |
Мышечная ткань |
Сердце |
|
1 |
y=5,94+0,10X |
y=7,34+0,03X |
y=6,81+0,07X |
y=7,69+0,09X |
|
2 |
y=5,90+0,09X |
y=7,27+0,03X |
y=6,75+0,07X |
y=7,66+0,09X |
|
3 |
y=5,95+0,09X |
y=7,23+0,03X |
y=6,73+0,07X |
y=6,66+0,11X |
|
4 |
y=5,89+0,09X |
y=7,16+0,03X |
y=6,86+0,06X |
y=6,46+0,12X |
В почках и мышцах рост активности АТФазы можно расположить в следующей убывающей последовательности: 1, 2, 3 опытные группы и 4 контрольная группа.
В сердечной мышце наиболее интенсивный рост активности АТФазы происходил в контрольной группе и опытной группе 3, получавшей сукцинат.
Двухфакторный дисперсионный анализ влияния возраста и кормовых добавок показал, что АТФазная активность печени, почек, сердца и мышечной ткани в значительной степени детерминирована возрастом (P<0,05), соответственно на 83,8%, 44,6%, 80,9% и 71,0%.
Влияние кормовых добавок было существенно меньше (P<0,05) и составляло: печень - 1,5%; почки - 4,9%; сердце - 2,9%; скелетная мускулатура - 2,1%. Наибольшее влияние добавок отмечено для АТФазы почек. Совместного влияния факторов было незначительным (P>0,05).
3.1.2 Активность ферментных систем тканей и органов свиней
Активность АТФаз эритроцитов свиноматок.
Влияние строфантина-G на АТФазную активность эритроцитов свиней.
С возрастом отмечается достоверное снижение активности Mg2+,Na+,K+-АТФазы, Mg2+-АТФазы и Na+,K+-АТФазы эритроцитов свиней (рис. 9.), что подтверждается данными корреляционного и регрессионного анализов (табл.11)
Рис.9. Динамика АТФазной активности эритроцитов свиней и влияние на нее ингибиторов
Таблица 11. Показатели корреляционного и регрессионного анализа возрастной динамики активности АТФазы эритроцитов свиней
Показатель |
Mg2+,Na+,K+-АТФаза |
Mg2+-АТФаза |
Na+,K+-АТФаза |
|
Коэффициент возрастной корреляции |
-0,7753* |
-0,82301* |
-0,5556143* |
|
Уравнение регрессии |
y=9,64-0,047x |
y=5,27-0,054x |
y=4,37-0,033x |
Двухфакторный дисперсионный анализ показал, что активность АТФазы была детерминирована на 9,15% возрастом и на 87,34% строфантином-G (Р<0,05). Совместное влияние факторов было незначительным (0,58%).
Влияние стадий полового цикла на АТФазную активность эндометрия свиней. Во всех стадиях полового цикла активность Mg2+-; Na+, K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз была достоверно выше во 2-й трети рогов матки, что по нашему мнению связано с развитой сетью спиральных артерий и большим количеством маточных желез в этой части эндометрия (табл. 12).
Следует отметить, что АТФазная активность существенно зависела от стадий полового цикла. Наибольшая активность всех АТФаз в 1-й, 2-й и 3-й третях рогов матки была выявлена в стадии возбуждения полового цикла, в стадии торможения происходило достоверное снижение активности АТФаз, а наименьшие её значения были установлены в стадии уравновешивания полового цикла. Это связано с интенсивными перестройками гистологической структуры и изменением уровня метаболических процессов в эндометрии, происходящих на разных стадиях полового цикла.
На АТФазную активность внутриклеточных органоидов эндометрия значительное влияние оказывал ионный состав среды инкубации. Добавление в среду ионов K+ приводило к достоверному приросту активности Na+,K+-АТФазы по сравнению с активностью Mg2+-АТФазы во всех стадиях полового цикла и участках рогов матки, что объясняется значительной ролью данной АТФазы в функционировании маточных желез и выработке секрета.
Активность Ca2+-АТФазы имела достоверные отличия от активности Mg2+-АТФазы:
ѕ в ядрах в стадиях возбуждения и торможения полового цикла в 1-й и 2-й третях рогов матки, что связано с важной регулирующей ролью иона Ca2+ в процессах клеточной пролиферации;
ѕ в митохондриях в стадии возбуждения во 2-й трети, в стадии торможения во всех участках рогов и в стадии уравновешивания в 1-й и 3-й третях рогов матки.
ѕ в лизосомах в стадию возбуждения в 1-й и 3-й третях и в стадию уравновешивания во всех третях рогов матки.
Внесение в среду инкубации гидрокарбонат иона (HCO3-) привело к достоверному (Р0,05) увеличению АТФазной активности изучаемых органоидов по сравнению с Mg2+-АТФазой во всех участках рогов матки и стадиях полового цикла. Наибольший прирост активность этой АТФазы отмечалась в стадию возбуждения полового цикла, что связано, по-видимому, с интенсификацией пролиферации клеток эндометрия и активацией процессов энергообеспечения в эту стадию. В стадию торможения происходило достоверное снижение активности HCO3--АТФазы, а наименьшего уровня она достигала в стадию уравновешивания.
В ядрах и лизосомах клеток различных участков эндометрия между активностями всех АТФаз и существует сильная положительная связь. В то время как для АТФаз митохондрий отмечается достоверная взаимосвязь активности Mg2+- АТФазы с активностью Ca2+- АТФазы и активности Na+,K+-АТФазы с активностью HCO-3-АТФазы (табл. 13, 14). Это свидетельствует, очевидно, о том, что АТФазы в ядрах и лизосомах выполняют сходные функции: поддержание осмотического давления и градиента концентраций ионов внутри этих органелл и активизация обменных процессов отражается на увеличение активности всех АТФаз. Достоверная корреляционная связь Mg2+- АТФазы с Ca2+-АТФазой митохондрий объясняется, очевидно, тем, что кальциевая АТФаза митохондрий очень чувствительна к ионам магния, а магниевая АТФаза, наоборот, к ионам кальция. Поэтому при активизации обменных процессов, для нормального функционирования митохондрий, необходимо поддержание соотношения этих ионов на одном уровне. Достоверная корреляционная связь активности Na+,K+-АТФазы с активностью HCO-3-АТФазы. Это объясняется, по-видимому, сильной чувствительностью Na+,K+- АТФазы митохондрий к концентрации водородных ионов, уровень которых в этих органоидах поддерживается на одном уровне за счет работы анионной АТФазы.
Таблица 12. Активность АТФаз органоидов клеток эндометрия свиноматок, нмоль Фн мг белка-1·мин-1, (n=10)
АТФаза |
Стадия возбуждения |
Стадия торможения |
Стадия уравновешивания |
||||||||||
Mg2+ |
Na+, K+ |
Ca2+ |
HCO3- |
Mg2+ |
Na+, K+ |
Ca2+ |
HCO3- |
Mg2+ |
Na+, K+ |
Ca2+ |
HCO3- |
||
Ядра |
|||||||||||||
1-я треть |
149,91,6* |
194,52,0*+ |
224,02,0*+ |
216,21,8*+ |
121,62,2* |
143,92,2*+ |
163,12,9*+ |
193,13,0*+ |
100,31,1 |
114,41,2+ |
111,81,1+ |
144,51,0+ |
|
2-я треть |
212,11,6* |
326,21,8*+ |
240,41,8*+ |
240,41,8*+ |
152,72,1* |
255,23,1*+ |
203,12,8*+ |
267,13,6*+ |
123,10,8 |
172,11,0+ |
124,20,5 |
238,31,6+ |
|
3-я треть |
119,61,28* |
172,61,6*+ |
130,31,5* |
181,21,2*+ |
79,23,9* |
111,12,0*+ |
92,12,5* |
155,91,8*+ |
69,21,6 |
95,21,3+ |
74,10,9 |
125,61,4+ |
|
Митохондрии |
|||||||||||||
1 |
263,01,6* |
389,41,7*+ |
242,61,8* |
636,12,7*+ |
220,75,2* |
316,22,0*+ |
158,42,8*+ |
547,36,8*+ |
200,21,9 |
282,61,2+ |
133,11,4+ |
502,51,9+ |
|
2 |
317,61,6* |
413,31,8*+ |
287,61,8*+ |
693,11,6*+ |
283,04,2* |
346,74,0*+ |
239,23,5*+ |
647,44,8*+ |
226,32,1 |
313,22,7+ |
214,61,7 |
589,12,6+ |
|
3 |
204,11,3* |
342,11,6*+ |
210,52,0* |
619,92,0+ |
152,52,3* |
249,41,0*+ |
225,63,3*+ |
574,812,1+ |
131,70,9 |
212,20,9+ |
181,01,1+ |
476,13,7+ |
|
Лизосомы |
|||||||||||||
1 |
122,51,1 |
158,01,0*+ |
113,81,0*+ |
158,51,3*+ |
79,91,5 |
128,02,2+ |
90,32,2 |
139,82,5+ |
73,51,0 |
118,90,8+ |
81,91,0+ |
119,01,2+ |
|
2 |
166,81,4* |
197,71,8*+ |
179,91,5* |
239,91,2*+ |
137,23,5* |
157,01,6*+ |
90,32,2 |
139,82,5+ |
124,61,0* |
135,30,7*+ |
126,50,7*+ |
151,70,8*+ |
|
3 |
93,91,8* |
107,11,6* |
116,71,5*+ |
121,21,7*+ |
71,12,6 |
97,31,5*+ |
84,82,4 |
111,22,5*+ |
64,20,6* |
93,60,5*+ |
81,61,0+ |
96,91,0*+ |
«*» - р0,05 по сравнению с аналогичными показателями в стадии уравновешивания полового цикла
«» - р0,05 по сравнению с аналогичными показателями 1-й трети рогов матки
«+» - р0,05 по сравнению с активностью Mg2+-АТФазы
Таблица 13. Коэффициенты корреляции (rxy) активности Mg2+-АТФазы с активностями Na+,K+-; Ca2+-; HCO-3-АТФаз
АТФазы |
Внутриклеточные органоиды |
|||
Ядра |
Митохондрии |
Лизосомы |
||
Na+,K+- |
0,92** |
0,02 |
0,96** |
|
Ca2+- |
0,94** |
0,98** |
0,99** |
|
HCO-3- |
0,85** |
-0,25 |
0,87** |
Таблица 14. Коэффициенты корреляции (rxy) активности Na+,K+-АТФазы с активностями; Ca2+-; HCO-3-АТФаз и корреляции активностей Ca2+-АТФазы и HCO-3-АТФазы
АТФазы |
Внутриклеточные органоиды |
|||
Ядра |
Митохондрии |
Лизосомы |
||
Ca2+- |
0,73** |
-0,19 |
0,99** |
|
HCO-3- |
0,99** |
0,96** |
0,97** |
|
Ca2+- к HCO-3- |
0,62 |
-0,45 |
0,94** |
3.1.3 Активность АТФаз при остром серозно-катаральном эндометрите
Активность ядер клеток эндометрия. При остром эндометрите отмечается достоверное (р0,05) снижение активности всех изучаемых АТФаз ядер клеток эндометрия во всех участках рогов матки по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии. Так, в 1-й трети рогов матки при остром эндометрите наиболее выраженное снижение ферментативной активности отмечалось у Са2+-АТФазы, уровень активности которой снижался на 29% по сравнению с аналогичным показателем у здоровых свиноматок, а наименьшее снижение активности установлено у HCO3-АТФазы 20%. Во 2-й трети рогов матки при воспалительном процессе регистрировалось снижение ферментативной активности Mg2+- АТФазы (33%). В 3-й трети рогов активность Na+, K+-АТФазы, была ниже аналогичного показателя у здоровых свиноматок на 29%. При этом активность HCO3-АТФазы в этом участке была на 20% ниже, чем у контрольных животных.
Активность митохондрий клеток эндометрия. При остром эндометрите происходит достоверное снижение активности АТФаз митохондриальной фракции клеток эндометрия свиноматок во всех участках рога матки по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии.
Так в 1-й трети рогов матки наименьшее снижение ферментативной активности было отмечено у Са2+-АТФазы (21%), во 2-й трети у Na+, K+-АТФазы (17%) и в 3-й трети у Mg2+-АТФазы (13%), а наибольшее снижение активности в 1-й трети у Mg2+-; Na+, K+- и HCO3--АТФаз (26-27%), во 2-й трети рогов для HCO3--АТФазы - 29%, и в 3-й трети - для Na+, K+- и HCO3--АТФаз 28% и 27% соответственно по сравнению с аналогичными показателями у здоровых свиноматок.
Активность лизосом клеток эндометрия. При остром эндометрите отмечается достоверное снижение активности всех изучаемых АТФаз лизосом во всех участках рогов матки по сравнению с соответствующими показателями у свиноматок без патологии. Так, активность HCO3-АТФазы составляла 76,60,9, 92,61,0 и 55,51,2 нмоль Рнмг белка-1мин-1, что соответственно ниже на 36%, 39% и 43% по сравнению с этими показателями у здоровых свиноматок. Наибольшее снижения ферментативной активности установлено для Мg2+-АТФазы лизосом во всех участках рогов матки на 62-71% по сравнению с аналогичными показателями у здоровых животных.
3.1.4 Активность АТФаз при хроническом эндометрите.
Активность АТФаз ядер клеток эндометрия. В 1-й трети рогов матки при хроническом воспалении активность Mg2+-; Na+, K+- и Са2+-АТФаз существенно не изменялась по сравнению с аналогичными показателями у здоровых животных, за исключением HCO3- АТФазы, уровень активности которой снижался на 13%. Во 2-й трети рогов матки активность Mg2+-; Na+, K+-и HCO3- АТФаз была ниже по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии соответственно на 4% 17% и 28%, а активность Са2+-АТФазы, напротив, была выше на 7%. В 3-й трети рогов матки отмечено достоверное увеличения активности Mg2+- и Са2+-АТФаз соответственно на 10% и 12% и уменьшения Na+, K+-и HCO3--АТФаз на 6% и 7% по сравнению с аналогичными показателями у здоровых свиноматок.
Активность АТФаз митохондрий клеток эндометрия. Активность Mg2+-; Na+, K+-и HCO3--АТФаз митохондрий клеток эндометрия свиноматок при хроническом эндометрите в 1-й и 2-й третях рогов матки была достоверно выше по сравнению с соответствующими показателями у здоровых животных. Так, в 1-й трети рогов матки ферментативная активность Mg2+-АТФазы была выше на 7%, Na+, K+- на 10%, Ca2+- на 6% и HCO3АТФазы на 7% по сравнению с этими показателями у здоровых животных, а во 2-й трети - активность Mg2+-; Na+, K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз была выше соответственно на 6%, 16%, 12% и 4%.
Подобные документы
Классификация и номенклатура ферментных препаратов, характеристика их активности. Микробиологический и биохимический контроль производства. Регуляция синтеза и технологические схемы производства микробных протеиназ. Экстрагирование ферментных препаратов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.12.2010Технология ферментных препаратов. Производство ферментов при поверхностном культивировании продуцентов. Характеристика ферментных препаратов. Перспективы совершенствования приемов ферментативного катализа в виноделии. Биологическая очистка сточных вод.
контрольная работа [76,6 K], добавлен 15.12.2009Уникальные свойства ферментов как биокатализаторов, их высокая каталитическая активность и избирательность действия. Определение наличия и активности фермента в препарате. Факторы, влияющие на биосинтез ферментов, интенсификация процесса роста и синтеза.
реферат [19,5 K], добавлен 19.04.2010Эпителиальная ткань, ее регенерационная способность. Соединительные ткани, участвующие в поддержании гомеостаза внутренней среды. Клетки кровы и лимфы. Поперечнополосатые и сердечные мышечные ткани. Функции нервных клеток и тканей животных организмов.
реферат [634,0 K], добавлен 16.01.2015Особенности строения и функции клеток животного. Головной и спинной мозг (центральная нервная система), периферические нервные узлы и нервы (периферическая нервная система). Виды соединительной ткани. Система органов движения, пищеварения, дыхания.
реферат [4,9 M], добавлен 19.06.2014Основные функции бокаловидных клеток как клеток эпителия слизистой оболочки кишечника и других органов позвоночных животных и человека. Форма клеток и особенности их локализации. Секрет бокаловидных клеток. Участие бокаловидных клеток в секреции слизи.
реферат [2,9 M], добавлен 23.12.2013Влияние рН на биологические процессы. Подходы к биохимическому исследованию. Изотонические солевые растворы. Стадии фракционирования клеток. Перфузия изолированных органов. Культуры тканей и клеток. Зависимость ионизации аминокислот и белков от рН.
реферат [1,6 M], добавлен 26.07.2009Ткань — частная система органа, состоящая из клеток и внеклеточных элементов с общей эпигеномной наследственностью. Эмбриональный гистогенез: детерминация, пролиферация, дифференциация, интеграция и адаптация клеточных систем. Общая классификация тканей.
реферат [19,3 K], добавлен 23.12.2012Исследование процесса становления первичных экосистем. Характеристика первичного "бульона" и эобионтов. Оценка уровня и характер взаимодействия организмов на ранних этапах эволюции жизни. Эволюция ферментных систем и функционирование механизма отбора.
реферат [25,7 K], добавлен 12.02.2011Характеристика основных систем живого организма, их роль в поддержании нормальной жизнедеятельности абсолютно любой особи, будь то черви или человек. Первоначальное тело организмов, состоящее из разностных клеток. Процесс эволюции, образование органов.
презентация [940,4 K], добавлен 06.02.2017