Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
25
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
УДК 577.151:612.35:639.124:549.751:582.661.21
антиоксидантний статус печінки перепела за умов впливу нітратів та додаванні в комбікорм зерна амаранту
03.00.04 –біохімія
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Київ –
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі органічної і біологічної хімії Білоцерківського державного аграрного університету Міністерства аграрної політики України
Науковий керівник –доктор сільськогосподарських наук, професор
Цехмістренко Світлана Іванівна,
Білоцерківський державний аграрний університет,
завідувач кафедри органічної і біологічної хімії,
проректор факультету заочної освіти
Офіційні опоненти –доктор сільськогосподарських наук, професор
Бородай Віталій Петрович,
Національний аграрний університет,
завідувач кафедри птахівництва
доктор сільськогосподарських наук, професор
Кирилів Ярослав Іванович,
Львівська національна академія ветеринарної медицини ім. С.З. Гжицького, завідувач кафедри технології виробництва продукції дрібних тварин, проректор з наукової роботи
Провідна установа –Інститут біології тварин УААН, лабораторія фізіолого-біохімічних основ живлення птиці, м. Львів
Захист відбудеться “03”листопада 2006 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041 м. Київ-41, вул. Героїв оборони 15, навчальний корпус № 3, ауд. 65
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041 м. Київ-41, вул. Героїв оборони 13, навчальний корпус № 4, кімната 28
Автореферат розісланий “”вересня 2006 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Калінін І.В.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Розвиток нетрадиційних для нашої країни галузей, зокрема, перепелівництва, є одним із головних шляхів розширення асортименту та підвищення економічної ефективності птахівництва (Якименко І.Л., 2000; Бородай В.П. та ін. 2002). Перепелів завдяки їх біологічним особливостям, крім вирощування для виробництва яєць та м’яса (Пигарева М.Д., 1989; Кроик Л., 1992; Гущин В., 2003), використовують для лабораторних досліджень.
Інтенсивні технології утримання сільськогосподарської птиці та забруднення навколишнього середовища токсикантами, зокрема азотовмісними речовинами (Zhang Xiu Lan, 2000; Хмельницький Г.О., 2001; Новожицька Ю., 2002; Гунчак В.М., 2005), є сильним стресовим чинником, що призводить до розвитку гіпоксичних станів, дестабілізації метаболічних процесів, зокрема пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) (Барабой В.А., 1991; Hogg N., 1995; Глебова Л.Ю., 1998; Chen P., 2001; Фіра Л.С., 2003), і як наслідок − зниження м’ясної та яєчної продуктивності. Ефективно корегувати ПОЛ антиоксидантними препаратами можна лише з урахуванням вікових особливостей функціонування антиоксидантної системи (АОС) (Калитка В.В., 1995; Кучмістрова О.Ф., 1998; Цехмістренко С.І., 1999; Ратич І.Б., 2006).
Науково обґрунтоване використання кормових добавок у годівлі птиці позитивно впливає на продуктивність, оплату корму, відтворювальну функцію, харчову і біологічну цінність одержуваної продукції (Іонов І.А., 1997; Мироник О.В., 1999; Triantaphyllou K., 2001; Кирилів Я.І. та ін., 2002). Широкого розповсюдження за кордоном, в нашій країні меншою мірою, набуло вирощування та використання в годівлі тварин зерна амаранту (Yue S.,1990; Гіска В.В., 1998; Гопцій Т.І., 1999; Гніцевич В.А., 2002). При цьому такий напрямок досліджень має ширше значення для виявлення модифікуючого впливу амаранту на метаболізм в умовах стресу (Мельник О.І., 2002; Коник У.В., 2003; Гжегоцький М.Р. та ін., 2004). Головна цінність цієї рослини полягає у наявності значної кількості біологічно активних речовин (Ахмед-Заде А.Ш., 1991; Yanez E., 1994), вітамінів (А, Е та С), каротиноїдів, мікро- і макроелементів, флавоноїдів, дубильних речовин, сквалену (Димчин А.М., 1997; Gregori S. et al., 1999; He Han-Ping, 2002), повноцінного білка (Тарасова Є.В., 1997).
Дані літератури не дають однозначних висновків про стан антиоксидантної системи печінки перепела в онтогенезі за умов оксидативного стресу, спричиненого впливом на організм різних ксенобіотиків, зокрема нітратів. Відсутні дані про вплив зерна амаранту у складі комбікорму на метаболічні процеси при стресах. Вирішення цих питань допоможе зрозуміти біохімічні аспекти токсичного впливу нітратів на антиоксидантну систему і сприятиме розробці оптимальних варіантів ефективної профілактики та корекції токсичних уражень організму. Наведені вище аргументи зумовлюють актуальність, своєчасність і доцільність проведення відповідних експериментальних досліджень.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася згідно з планом науково-дослідних робіт Білоцерківського державного аграрного університету за темою: „Вплив фізико-хімічних факторів на біохімічні показники органів та тканин птиці та її продуктивність” (державний реєстраційний номер № 0103U004477 від 19.05.2003).
Метою роботи було з’ясування закономірностей перебігу пероксидного окиснення ліпідів та функціонування антиоксидантної системи печінки перепела у віковому аспекті за умов впливу нітрату натрію та при додаванні зерна амаранту в комбікорм.
Для досягнення мети досліджень сформульовані наступні завдання:
Об’єкт дослідження− інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів та функціональний стан антиоксидантної системи печінки перепела у віковому аспекті (до 70-денного віку), за умов впливу нітрату натрію та при застосуванні зерна амаранту у складі комбікорму.
Предмет дослідження–показники пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи печінки перепела.
Методи дослідження –при виконанні роботи використані біохімічні (спектрофотометричні), гематологічні та статистичні методи.
Наукова новизна одержаних результатів. Отримані експериментальні дані розширили існуючі уявлення про патогенетичні ланки розвитку оксидативного стресу, зокрема, за умов впливу нітратів, що відкриває перспективи для розробки методів цілеспрямованої профілактики та корекції токсикозів. Встановлено, що гемічна гіпоксія супроводжується підвищенням інтенсивності пероксидного окиснення ліпідів, зниженням функціональної активності антиоксидантної системи та порушенням дезінтоксикаційної функції печінки, проявом якої в цьому випадку є зростання активності амінотрансфераз та лужної фосфатази.
Доведено, що добавка зерна амаранту в комбікорм (10%), за рахунок відновлення активності ферментів та накопичення неферментативних компонентів антиоксидантної системи знижує ступінь розвитку гемічної гіпоксії та сприяє нормалізації процесів ліпопероксидації.
Практичне значення одержаних результатів. Оцінка інтенсивності окиснювальних процесів у печінці з урахуванням віку перспективна в плані підвищення надійності діагностики та контролю за ефективністю корекції патологічних процесів, що супроводжуються гіпоксичними станами. Згодовування зерна амаранту у складі комбікормів за рахунок підвищення антиоксидантного статусу печінки знижує інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів, що відкриває нові можливості для використання його з метою профілактики і корекції токсикозів та при оксидативному стресі. Добавка зерна амаранту до складу комбікорму сприяє накопиченню каротину, вітамінів А і Е у жовтку перепелиних яєць, підвищенню середньодобових приростів та збереженості поголів’я, що сприятиме зростанню економічної ефективності та рентабельності перепелівництва.
Особистий внесок здобувача. Дисертаційне дослідження є самостійною роботою автора, яка виконана під науковим керівництвом професора, доктора сільськогосподарських наук Цехмістренко С.І. Відповідно до поставленої мети і завдань дисертантом самостійно здійснено підбір і аналіз літератури за темою, проведено біохімічні дослідження, статистично оброблені та проаналізовані одержані результати, сформульовані основні положення і висновки дисертаційних досліджень. Разом із співавторами підготовлені рукописи опублікованих статей.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися: на 5-й Парнасівській конференції “Molecular mechanisms of cellular signaling” (Київ, 2005), Міжнародній науково-практичній конференції „Стан, проблеми та перспективи сучасної аграрної науки і практики” (Львів, 2005), Міжнародній науково-практичній конференції „Стан і перспективи розвитку переробної галузі АПК” (Мелітополь, 2005), Міжнародній науково-практичній конференції „Сучасні проблеми біохімії, фізіології та функціональної морфології продуктивних тварин” (Дніпропетровськ, 2005), I Міжнародній науково-практичній конференції „Екотрофологія. Сучасні проблеми” (Біла Церква, 2005), Міжнародній науково-виробничій конференції „Проблеми екології ветеринарної медицини Житомирщини” (Житомир, 2005), науково-практичній конференції „Проблеми становлення галузі тваринництва в сучасних умовах” (Вінниця, 2005), Міжнародному з’їзді терапевтів, діагностів „Актуальные проблемы патологии животных” (Барнаул, 2005), IV та V державних наукових конференціях аспірантів і докторантів „Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті” (Біла Церква, 2005, 2006).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано
робіт, з них 8 статей у фахових виданнях та 4 –у матеріалах конференцій,
методичні рекомендації.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з розділів: вступ, огляд літератури, матеріал та методи досліджень, результати власних досліджень, аналіз та узагальнення результатів досліджень, висновки, список використаної літератури, додатки. Робота викладена на 134 сторінках машинописного тексту, ілюстрована 42 таблицями та 11-а рисунками. Список використаної літератури включає 357 найменувань, у тому числі –83 зарубіжних авторів.
основний зміст роботи
Огляд літератури. Проведено теоретичний аналіз літератури щодо особливостей функціонування антиоксидантної системи організму тварин у віковому аспекті та при дії патогенних чинників. Узагальнено основні відомості щодо хімічного складу, механізму біологічного впливу та практичного застосування амаранту у сільському господарстві та медицині.
Матеріали і методи дослідження. Експериментальні дослідження проведені на перепелах породи фараон, м’ясного напрямку продуктивності
–-добового віку, яких утримували в умовах віварію.
У першому досліді вивчали інтенсивність ПОЛ та особливості функціонування АОС печінки перепела від народження до встановлення інтенсивної яйцекладки, за умов впливу нітрату натрію та при додаванні зерна амаранту в комбікорм. Із добового молодняку сформували чотири групи птиці по 100 голів. Птиця 1-ї групи слугувала контролем та моделлю для вивчення ПОЛ та антиоксидантного статусу печінки перепела у віковому аспекті, згодовували основний комбікорм (ОК). Із метою моделювання експериментального оксидативного стресу птиці 2-ї групи з 3-ї до 70-ї доби досліджень із водою випоювали нітрат натрію в дозі 0,5 г/кг маси тіла за NOЇ/кг (Хмельницький Г.О., 2001), згодовували ОК. Перепелам 3-ї (на фоні впливу нітрату натрію) та 4-ї груп у складі комбікорму згідно з даними літератури (Хомин М.М., 1995; Гніцевич В.А., 2002) згодовували зерно амаранту. Використовували амарант сорту „Ультра” –AmaranthusHybridus (Гопцій Т.І., 1998). При заміні 10% зернових компонентів ОК на 10% зерна амаранту не викликало будь-яких істотних змін у загальній поживності комбікорму.
Для проведення біохімічних досліджень матеріал відбирали у одно-, 7-, 14-, 21-, 28-, 35-, 42-, 49-, 56-, 63-, 70-добовому віці, в один і той же час для виключення добових коливань фізіолого-біохімічних параметрів. Кров і печінку відбирали зразу після декапітації під легким ефірним наркозом. З метою оцінки гіпоксії досліджували вміст гемоглобіну та метгемоглобіну у стабілізованій крові ціанметгемоглобіновим методом (Горячковский А.М., 1989). Печінку подрібнювали в гомогенаторі Поттера-Елвехейма з тефлоновим товкачиком. До 100 мг гомогенату печінки додавали 6 мл фізіологічного розчину, центрифугували (3000 об/хв). З метою дослідження інтенсивності процесів ліпопероксидації у гомогенатах печінки визначали вміст загальних ліпідів (ЗЛ) (Knight G.A., 1972), продуктів ПОЛ за вмістом дієнових кон’югатів (ДК) (Стальная И.Д., 1997), гідропероксидів ліпідів (ГПЛ) (Романова Л.А., Стальная И.Д., 1997), ТБК-активних продуктів (Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1997). Функціональний стан антиоксидантної системи печінки оцінювали за активністю супероксиддисмутази (СОД) (Чевари С., 1985), каталази (КАТ) (Королюк М.А., 1988), глутатіонпероксидази (ГПО) (Моин В.М., 1986), глутатіонредуктази (ГР) (Юсупова Л.Б., 1990) та за вмістом відновленого глутатіону (GSH) (Горячковский О.М., 1998), SH-груп (Ореховича В.Н, 1977), церулоплазміну (ЦП) (Ravin H.A.. 1961), каротину та вітамінів А (Левченко В.И., 1991), Е (Антонова Б.И., 1991). Функціональний стан печінки оцінювали за активністю амінотрансфераз (АсАТ і АлАТ) та лужної фосфатази (ЛФ) з використанням стандартних наборів реактивів.
З метою виробничої перевірки результатів науково-дослідної роботи на базі приватного підприємства „АІПЕР” було проведено господарський дослід та сформовано дві групи птиці по 200 голів. Перепелам 1-ї групи згодували основний комбікорм. Птиці 2-ї групи з комбікормом згодовували зерно амаранту. Під час проведення досліду вивчали вплив добавки зерна амаранту в комбікорм на якість м’яса за поживністю, токсичністю (Шаблий В.Я., 1983), залишковим вмістом нітрат- та нітрит-іонів (Хмельницький Г.О., 2001); якість яєць оцінювали за вмістом у жовтку каротиноїдів, жиророзчинних вітамінів А (Левченко В.И., 1991) та Е (Антонова Б.И., 1991). Щотижня проводили зважування 15 голів перепелів із кожної групи та контроль за збереженістю поголів’я. Для визначення вірогідних відмінностей між середніми величинами використовували t-критерій Стьюдента (Плохинский Н.А., 1969).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Вікова динаміка показників пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи печінки перепела. Проведені дослідження свідчать, що печінка добових перепелят характеризується високим вмістом загальних ліпідів (табл. 1) як основного субстрату пероксидації та максимальним вмістом дієнових кон’югатів, що забезпечує можливість швидкої перебудови мембран у відповідності до „програми вікового розвитку”.
Таблиця 1
Вміст загальних ліпідів та продуктів пероксидного окиснення ліпідів у печінці перепела (M±m; n=5)
|
Вік, доба |
Загальні ліпіди, мг/г |
Дієнові кон’югати, ум.од./г |
Гідропероксиди ліпідів, ум.од./г |
ТБК-активні продукти, мкмоль/г |
|
1 |
4,79±0,33 |
,96±0,16 |
,15±0,82 |
,86±0,63 |
|
7 |
2,64±0,19* |
,50±0,10* |
,71±0,61* |
,15±0,91* |
|
14 |
1,80±0,08* |
,65±0,11 |
,22±0,48* |
,43±0,86 |
|
21 |
2,20±0,19 |
,92±0,18 |
,90±0,75 |
,47±0,55 |
|
28 |
1,83±0,13 |
,22±0,07 |
,73±0,54* |
,48±0,63* |
|
35 |
2,79±0,22* |
,45±0,10 |
,22±0,79* |
12,20±0,98* |
|
42 |
3,19±0,18 |
,47±0,17 |
,98±1,03 |
,88±0,83 |
|
49 |
2,48±0,19* |
,19±0,17* |
,25±0,68 |
,73±1,09* |
|
56 |
2,4±0,17 |
,33±0,07 |
,25±0,46* |
,15±0,55 |
|
63 |
2,24±0,13 |
,08±0,15 |
,17±1,12 |
,47±0,83* |
|
70 |
1,92±0,08 |
,54±0,07* |
,94±0,96 |
17,65±0,94* |
Примітка. Тут і надалі різниця вірогідна: * р<0,05 порівняно з попереднім строком дослідження.
З активацією обмінних процесів у критичні періоди розвитку, що спричиняє інтенсифікацію ПОЛ, вміст загальних ліпідів у печінці істотно знижується: протягом періоду інтенсивного росту (до 14-ї доби) –на 61,8%; на 70-у добу –на 59,2% проти показника добової птиці. На 7-у добу зменшення кількості ДК (у 2,8 раза) змінюється зростанням вмісту ТБК-активних продуктів, що пов’язано з ювенальним линянням. Між вмістом дієнових кон’югатів та ТБК-активних продуктів виявлено негативний кореляційний зв’язок (r = -0,68). Статеве дозрівання перепелів (21–-а доба) супроводжується вірогідним зростанням вмісту ДК та ТБК-активних продуктів (на 35,4%).
Антиоксидантний захист у печінці добових перепелят здійснюється в основному за рахунок високої активності супероксиддисмутази (табл. 2) та ГПО (табл. 3), а також значного вмісту GSH, каротину (табл. 4) та вітаміну Е.
Таблиця 2
Активність антиоксидантних ферментів та вміст церулоплазміну та
SH-груп білка у печінці перепела (M±m; n=5)
|
Вік, доба |
Супероксид-дисмутаза, ум.од./г |
Каталаза, мккат/г |
Церуло-плазмін, мг/г |
SH-групи, мкмоль |
Співвідно-шення СОД/КАТ |
|
1 |
9,09±0,28 |
,46±0,86 |
,58±0,50 |
,6±17,4 |
0,73 |
|
7 |
4,23±0,30* |
,76±1,24* |
,46±0,63* |
,3±14,8* |
0,24 |
|
14 |
4,62±0,20 |
,04±0,80 |
,65±0,67* |
,9±14,2 |
0,24 |
|
21 |
9,58±0,67* |
,99±0,66 |
,86±0,79** |
,4±15,3* |
0,56 |
|
28 |
6,41±0,35* |
,81±0,60* |
,54±0,57* |
,3±16,4* |
0,31 |
|
35 |
6,36±0,43 |
,05±0,86* |
,98±0,69 |
,0±22,7 |
0,30 |
|
42 |
6,15±1,43 |
,14±0,87* |
,20±0,85 |
,3±12,1* |
0,41 |
|
49 |
7,71±0,54 |
,61±1,31* |
,39±1,46 |
,7±12,0 |
0,53 |
|
56 |
7,22±0,56 |
,12±0,94* |
,69±0,57 |
,5±14,1 |
0,36 |
|
63 |
8,53±0,65 |
,20±0,57* |
,40±0,89 |
,6±13,7 |
0,50 |
|
70 |
5,09±0,23* |
,75±1,0* |
32,23±0,94 |
,5±13,4 |
0,25 |
Протягом періоду інтенсивного росту (до 14-ї доби) зростає активність каталази (у 1,5 раза) та кількість церулоплазміну (у 1,9 раза), що певною мірою компенсує зниження активності супероксиддисмутази (у 2,0 рази) і глутатіонредуктази (у 1,6 раза), зменшення вмісту відновленого глутатіону
(у 1,9 раза), SH-груп (у 1,7 раза), каротину (у 3,9 раза), вітаміну А (на 19%)
і Е (у 2,4 раза). Зі зниженням вмісту вітамінів у печінці (7–-а доба) посилюється ПОЛ, що знаходить підтвердження у кореляційних зв’язках: між кількістю дієнових кон’югатів, гідропероксидів ліпідів та вмістом каротину (r = -0,80; -0,97), вітаміну А (r = -0,89; -0,96), вітаміну Е (r = -0,97, -0,95 відповідно).
Прискорення обмінних процесів під час статевого диморфізму
(21–28-а доба), супроводжується накопиченням дієнових кон’югатів та
ТБК-активних продуктів (21,5 та 35,4% проти показників на 14-у добу), при цьому на фоні зниження активності супероксиддисмутази зростає активність каталази та глутатіонпероксидази, коефіцієнт співвідношення цих ферментів знижується.
Таблиця 3
Активність глутатіонзалежних ферментів та вміст відновленого глутатіону у печінці перепела (M±m; n=5)
|
Вік, доба |
Глутатіон-пероксидаза, мкмоль/хв·мг білка |
Глутатіон-редуктаза, мкмоль NADP·H/хв·мг білка |
Відновлений глутатіон, ммоль/г |
Співвідно-шення СОД/ГПО |
|
1 |
5,62±0,45 |
,30±0,37 |
1,08±0,06 |
1,62 |
|
7 |
2,26±0,13* |
,98±0,40* |
0,75±0,05* |
1,87 |
|
14 |
4,19±0,34* |
,88±0,17* |
0,58±0,05* |
1,10 |
|
21 |
4,65±0,29 |
,34±0,29 |
0,64±0,028 |
2,06 |
|
28 |
4,22±0,37 |
,25±0,35 |
0,56±0,05 |
1,52 |
|
35 |
5,93±0,31* |
,93±0,35* |
0,71±0,03* |
1,07 |
|
42 |
5,69±0,40 |
,52±0,42 |
0,64±0,03 |
1,10 |
|
49 |
6,88±0,31* |
7,42±0,46 |
0,76±0,02* |
1,12 |
|
56 |
5,04±0,42* |
,74±0,13* |
0,62±0,04* |
1,43 |
|
63 |
6,64±0,38* |
6,80±0,44* |
0,65±0,05 |
1,28 |
|
70 |
4,83±0,37* |
,93±0,59 |
0,68±0,03 |
1,05 |
Динаміка активності супероксиддисмутази пов’язана кореляційними зв’язками із активністю каталази (r = -0,59) та ГПО (r = 0,79). У свою чергу, між активністю ГПО та КАТ відмічена негативна кореляційна залежність (r = -0,51). Ефективна та адаптивна глутатіонпероксидазна активність можлива завдяки зростанню активності глутатіонредуктази, починаючи із 14-ї доби дослідження (на 35-у добу в 1,5 раза).
Вміст каротину у печінці зростав до 35-ї доби, з наступним зниженням (на 35%). При аналізі динаміки вітамінів у печінці відмічено, що вміст вітаміну А зростав із 28-ї доби, а вітаміну Е –-ї доби, сягаючи максимальних значень під час продуктивного періоду (табл. 4).
Таблиця 4
Вміст каротину та вітамінів А, Е у печінці перепела (мкг/г; M±m; n=5)
|
Вік, доба |
Каротин |
Вітамін А |
Вітамін Е |
|
1 |
48,20±2,37 |
,91±3,33 |
,86±1,29 |
|
7 |
23,65±0,85* |
,79±3,50 |
,25±0,91* |
|
14 |
13,02±0,65* |
,89±2,52* |
7,93±0,63 |
|
21 |
12,35±0,79 |
,10±2,02 |
,13±0,42* |
|
28 |
17,35±1,33* |
64,14±4,31* |
,38±0,27 |
|
35 |
24,53±1,48* |
,57±4,14* |
4,66±0,18 |
|
42 |
15,88±0,40* |
,58±2,39 |
,76±0,39* |
|
49 |
17,04±1,46 |
,21±5,91 |
,49±0,78 |
|
56 |
15,60±0,87 |
,11±5,46 |
,99±1,23* |
|
63 |
16,76±1,04 |
,76±6,53 |
,15±0,74* |
|
70 |
33,01±1,92* |
,17±7,10 |
,43±0,75 |
Період несучості (із 42-ї доби) характеризується високим рівнем активності антиоксидантних ферментів. При цьому неузгодженість у роботі СОД і КАТ компенсується за рахунок високої активності ГПО та значного вмісту церулоплазміну.
Отже, печінка добових перепелят характеризується значним вмістом загальних ліпідів та продуктів пероксидного окиснення ліпідів, що спричиняє компенсаторне зростання активності ферментів та зниження рівня неферментативних компонентів антиоксидантної системи. Антиоксидантний статус печінки перепела змінюється залежно від інтенсивності обмінних процесів в органі та фізіологічного стану організму. Зважаючи на напругу антиоксидантної системи, можна виділити наступні критичні періоди, що пов’язані з процесами росту та зміною пера (до 14-ї доби), статевим диморфізмом (21–-а доба) і початком яйцекладки (42–-а доба).
Інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів та функціональний стан системи антиоксидантного захисту печінки перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту. Розвиток гіпоксії (вплив нітратів–нітритів) є одним із факторів стресу, що спричиняє дестабілізацію пероксидного окиснення ліпідів і як наслідок − зниження продуктивності. Використання кормових добавок, які проявляють антиоксидантні властивості, дає можливість утримувати в межах фізіологічної норми та ефективно корегувати процеси ПОЛ.
За умов впливу нітратів у крові перепела з 28-ї доби вміст гемоглобіну знижується на 13% (рис. 1, а), а максимальне накопичення метгемоглобіну
(рис. 1, б) відмічали від 42-ї до 56-ї доби (у 2 раза). Згодовування зерна амаранту у складі комбікорму сприяло збільшенню вмісту гемоглобіну на 42-у та 49-у добу (на 19,9 та 17,8%) та протидіяло окисненню Fe+ нітрит-іоном у Fe+ з утворенням MtHb, рівень якого знизився.
|
б |
|
|
Рис. 1. Відносний уміст гемоглобіну (а) та метгемоглобіну (б) у крові перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту |
Навантаження NaNO сприяло зменшенню у печінці перепела вмісту загальних ліпідів (рис. 2, а) на 35-у добу (на 39,4%) та накопичення продуктів ПОЛ: дієнових кон’югатів на 21-, 42- та 63-ю добу (на 26,4%, 27,0 та 31,7%); ГПЛ –на 7-, 21-, 35-у добу (на 19%, 22,0, 26,0%); ТБК-активних продуктів
(рис. 2, б) –від 28-ї до 49-ї доби (у 1,3 раза). Між вмістом загальних ліпідів та ДК (r= -0,59), гідропероксидів ліпідів (r = -0,67), ТБК-активними продуктами
(r = -0,84) встановлено кореляційні зв’язки.
|
а |
б |
|
Рис. 2. Відносний вміст загальних ліпідів та дієнових кон’югатів у печінці перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту |
У печінці перепелів 3-ї групи, яким за умов впливу нітратів до комбікорму додавали зерно амаранту, вміст ЗЛ зріс на 35-у та 42-у добу (на 35,5 та 33,2%), натомість знизився рівень продуктів ПОЛ: ДК від 49-ї до 70-ї доби (на 24–%), ГПЛ на 28-, 42- та 63-ю добу (на 18%, 20,7, 20,5%), ТБК-активних продуктів із 42-ї доби (на 19%). Такий ефект, певною мірою, можна пов’язати з адсорбуючими та детоксикуючими властивостями компонентів зерна
(Мироник О.В., 1999; Коник У.В., 2003).
За умов тканинної гіпоксії та у відповідь на збільшення кількості ДК у печінці перепела 2-ї групи зростає активність СОД (рис. 3, а) на 7-у та 14-у добу (у 1,8 та 1,4 рази відповідно до показників інтактної птиці).
Пригнічення активності каталази (рис. 3, б) у період від 7-ї до 35-ї доби, з максимумом на 21-у добу (на 26,7%) спричиняє зниження активності супероксиддисмутази на 21-у добу (на 21,3%). Однією із причин зниження активності каталази може бути деградація вільних та зв’язаних з мембранами ендоплазматичної сітки рибосом, які відповідають за синтез ферменту
(Глебова Л.Ю., 1998). Значні концентрації HO та органічних гідропероксидів, що знешкоджуються глутатіонпероксидазою, а також пригнічення активності глутатіонредуктази, призвели до зниження вмісту відновленого глутатіону на 35-у та 49-у добу (у 1,6 раза).
При застосуванні зерна амаранту у складі комбікорму у печінці перепела 3-ї групи зросла активність СОД, з максимумом на 21 і 56-у добу (у 1,6 та 1,7 рази, відповідно проти показників 2-ї групи) та КАТ на 21-у добу (на 23,2%). Підвищення ферментативної активності ГР сприяло накопиченню вміст GSH у печінці на 21-, 35-, 49-, 56- та 70-у добу (на 34%; 35,6; 28,0; 31,0; 20,4% відповідно).
|
а |
б |
|
Рис. 3 Відносна активність супероксиддисмутази та каталази у печінці перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту |
Вплив NaNO спричинив зниження вмісту вітамінів: каротиноїдів
(рис. 4, а) на 28-у добу (у 3,3 раза проти показників інтактної птиці), вітаміну А на 42-у добу (на 27%), вітаміну Е (рис. 4, б) на 21-у добу (у 1,8 раза). Вміст каротину корелює із вмістом ТБК-активних продуктів (r = -0,65), а ретинолу –із вмістом ГПЛ (r = -0,79).
|
а |
б |
|
Рис. 4. Відносний вміст каротину та вітаміну Е у печінці перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту |
Враховуючи унікальний склад вітамінів у зерні амаранту, мг%: каротиноїдів –,19; токоферолу –,77; тіаміну –,08–,24; рибофлавіну –,01–,27; нікотинової кислоти –,0; біотину –,5–,3 і фолієвої кислоти –,1–3,8 (Yanez E., 1994; Гопцій Т.І., 1999), вміст вітамінів у печінці перепела 3-ї групи зростав. Максимальне накопичення каротину відмічено на 56-у та 63-ю добу (на 64,7 та 63,0% відповідно до показників 2-ї групи), вітаміну Е –на 14-, 21- та 63-ю добу (у 1,7–,8 рази).
За умов тривалого впливу нітратів, внаслідок порушення дезінтоксикаційної функції печінки, розвивається ендогенна інтоксикація, одним із критеріїв якої є визначення активності амінотрансфераз та лужної фосфатази (Мазуркевич А.Й., 2001; Гунчак В.М., 2005). У печінці перепелів 2-ї групи відмічено підвищення активності АсАТ (табл. 5), з максимумом на 21-у добу
(на 20,6% проти показників інтактної птиці), АлАТ –на 28-у добу (на 35%),
ЛФ –на 42-у добу (на 31,6%), що вказує на зміну проникності мембран і вихід ферментів у позаклітинний простір (Гуфрій Д.Ф., 1997). Тривале згодовування зерна амаранту у складі комбікорму на фоні впливу NaNO утримувало активність амінотрансфераз та ЛФ у межах показників інтактної птиці.
Таблиця 5
Активність амінотрансфераз печінки перепела за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту (мкмоль/год·г; M±m; n=5)
|
Вік, доба |
Аспартатамінотрансфераза |
Аланінамінотрансфераза |
|
1-а група |
2-а група |
3-я група |
1-а група |
2-а група |
3-я група |
|
|
7 |
63,0±0,8* |
,0±1,3 |
,3±1,7 |
,4±1,2 |
,0±1,0 |
,7±0,8 |
|
14 |
,6±1,3* |
,3±1,1*№ |
53,3±1,6* |
,5±0,6* |
,5±0,4*№ |
11,8±1,0 |
|
21 |
,5±2,9 |
58,5±2,7№ |
53,9±1,2 |
,9±0,5 |
15,0±0,7№ |
,7±0,9І |
|
28 |
,8±2,1 |
59,6±1,6№ |
,3±2,1І |
9,1±0,7* |
,3±0,6*№ |
10,7±0,7 |
|
35 |
,3±3,3 |
,6±2,2* |
,8±2,6 |
,2±0,9* |
,6±1,0*№ |
17,1±1,4* |
|
42 |
,9±1,9 |
49,5±1,8№ |
44,5±2,6 |
,6±0,9 |
18,8±0,7№ |
16,8±1,1 |
|
49 |
,2±1,8 |
,9±2,0* |
,0±2,3 |
,4±0,9* |
,4±0,9* |
,3±0,6* |
|
56 |
,2±1,4* |
,9±1,3* |
,0±2,6* |
,3±0,8 |
,4±0,7*№ |
,8±0,5І |
|
63 |
,8±1,4 |
,5±2,1 |
,9±3,0 |
,2±1,2* |
,1±1,3 |
,8±1,1 |
|
70 |
57,2±1,2 |
,2±2,4 |
,4±2,1 |
,9±0,7 |
,0±0,7*№ |
,9±1,2І |
Примітка. Різниця вірогідна: * р<0,05 –порівняно з попереднім строком дослідження;
№ р<0,05 –порівняно з 1-ю групою; І р<0,05 –порівняно з 2-ю групою.
Застосування зерна амаранту на фоні пригнічення окисно-відновних процесів, за умов тривалого впливу нітратів, забезпечило ефективну мобілізацію енергетичних ресурсів і засвоєння вільної енергії в системі структурно-метаболічних перетворень, що визначає адекватність компенсаторних реакцій організму у відповідь на вплив екстремальних чинників.
Вплив добавки зерна амаранту в комбікорм на антиоксидантний статус печінки, вміст вітамінів у жовтку яєць та ріст і збереженість перепелів. Однією із проблем забезпечення економічної ефективності птахівництва є дефіцит повноцінного білка в концентрованих кормах. У країнах світу поряд з такими високопротеїновими рослинами як соя та горох використовують амарант. Унікальність зерна амаранту полягає у наявності, крім повноцінного білка (15–%), значної кількості біологічно активних речовин.
При вирощуванні перепелів частину зернових компонентів комбікорму замінили на 10% зерна амаранту, що не викликало будь-яких істотних змін у загальній поживності комбікорму. При цьому відмічено позитивний вплив добавки зерна амаранту до комбікорму на інтенсивність пероксидного окиснення ліпідів. У печінці перепела дослідної групи вміст загальних ліпідів зріс із 28-ї доби (на 16–% проти контрольних показників). Зниження інтенсивності процесів ліпопероксидації сприяли зменшенню вмісту ДК із 49-ї доби (на 16–%) та ТБК-активних продуктів із 42-ї доби (на 13–%).
Добавка до комбікорму зерна амаранту сприяла підвищенню активності антиоксидантних ферментів: супероксидисмутази –із 28-ї доби (у 1,6 раза); каталази –на 42-у та 49-у добу (на 56,5 та 23,5%); ГПО –на 7-у (максимальне підвищення активності у 1,9 раза) та 21-у, 28-у добу (на 31,2 та 47,6% відповідно). Підвищення активності глутатіонредуктази протягом 14–-ї діб (на 17–,9%) забезпечило стабілізацію та підвищення вмісту відновленого глутатіону, поряд з цим збільшився вміст SH-груп білка. Тривале згодовування зерна амаранту у складі комбікорму сприяло накопиченню жиророзчинних вітамінів у печінці та жовтку яєць (рис. 5) перепелів. У печінці птиці дослідної групи вміст каротину (рис. 6) протягом 42–-ї діб збільшився на 25–% проти показників інтактної птиці, вітаміну Е на 14-, 28- та 49-у добу (на 43%; 60,0 та 36,3% відповідно).
|
Рис. 5. Відносний вміст каротину в печінці перепела при додаванні в комбікорм зерна амаранту |
Рис. 6. Вміст каротину та вітамінів у жовтку перепелиних яєць при додаванні в комбікорм зерна амаранту, 70-а доба досліду (мкг/г; M±m; n=5) |
При дослідженні жовтка перепелиних яєць на вміст вітамінів відмітили, що згодовування зерна амаранту у складі комбікорму протягом 70 діб сприяло збільшенню вмісту каротину на 33,0%, вітаміну А –на 25,7%, вітаміну Е –у 2,1 раза. Збільшення вітамінів у яйцях певною мірою здатне позитивно вплинути на їх інкубаційні якості.
З метою визначення придатності м’яса перепелів для харчових цілей було проведено біохімічне дослідження проб м’яса на залишковий вміст
нітрат- та нітрит-іонів. Залишкова кількість нітрат- та нітрит-іонів у пробах м’яса перепелів 2-ї групи була в межах ветеринарно-санітарних норм
(NO– до 50 мг/кг та NO– до 3 мг/кг). У порівнянні з показниками контрольної групи вміст NO– зріс на 43,3%, а NO––у 1,86 раза. При дослідженні на токсичність та відносну біологічну цінність на тест-культурі інфузорії Tetraximena Piriformis відмічено, що у пробах м’яса перепела за умов впливу нітрату натрію інфузорія була рухливою, добре розмножувалась. Відносна біологічна цінність практично не змінилась.
У пробах м’яса птиці, яка отримувала добавку зерна амаранту, вміст нітрат- та нітрит іонів відповідав контрольним величинам і був у межах ветеринарно-санітарних норм. Відносна біологічна цінність після 70-денного згодовування зерна амаранту не змінилася.
Додавання до комбікорму зерна амаранту забезпечило підвищення середньодобових приростів за період досліду (1–-а доба) на 17,5%, наявні біологічно активні речовини стимулювали адаптаційні можливості організму перепелів, що сприяло підвищенню збереженості поголів’я на 7,5%.
Згідно з результатами розрахунків при врахуванні збереженості поголів’я дослідної групи (98%) та реалізаційної ціни 1 гол. перепілки
-денного віку (9,5 грн.), економічний ефект від реалізації птиці при додаванні зерна амаранту в комбікорм буде становити 142,5 грн.
Таким чином, добавка зерна амаранту в комбікорм підвищує антиоксидантний статус та зменшує негативний вплив нітратів на організм. Підвищення середньодобових приростів, збереженості поголів’я та якості продукції сприяє підвищенню економічної ефективності перепелівництва.
висновки
Представлено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання щодо з’ясування закономірностей перебігу пероксидного окиснення ліпідів та функціонування антиоксидантної системи печінки перепела у віковому аспекті за умов впливу нітрату натрію та при додаванні зерна амаранту в комбікорм.
Пропозиції виробництву
При патологічних процесах, що супроводжуються гіпоксичними станами, з метою підвищення антиоксидантного статусу та адаптаційних можливостей організму рекомендується вводити до складу раціону перепелів з одноденного віку зерно амаранту в кількості 10%. Добавка зерна амаранту в комбікорм сприяє накопиченню каротину, вітамінів А і Е у жовтку яйця, підвищенню середньодобових приростів та збереженості поголів’я, що сприятиме зростанню економічної ефективності та рентабельності перепелівництва. Для цього пропонуємо дотримуватися методичних рекомендації, схвалених Науково-технічною радою Міністерства аграрної політики України (протокол №3 від 27 червня 2006 року).
СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Чубар О.М. Антиоксидантний статус печінки перепела за умов впливу нітратів та додавання в комбікорм зерна амаранту. –Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.04 –біохімія. –Національний аграрний університет, Київ, 2006.
Дисертація присвячена вивченню особливостей функціонального стану системи антиоксидантного захисту печінки перепела у віковому аспекті за умов впливу нітрату натрію та при додаванні в комбікорм зерна амаранту.
Показано, що високий рівень продуктів пероксидного окиснення ліпідів у печінці добових перепелят у періоди інтенсивного росту (до 14-ї доби), статевого диморфізму та становлення процесів яйцекладки спричиняє компенсаторне зростання активності антиоксидантних ферментів. Вміст каротину та жиророзчинних вітамінів (А, Е) у печінці 49–-добових перепелів знижується, що пов’язано із мобілізацією вітамінів із депо на формування складових компонентів яйця.
Встановлено, що нітрат натрію в дозі 0,5 г/кг маси тіла за NO– спричиняє інтенсифікацію пероксидного окиснення ліпідів, зміни функціональної активності антиоксидантних ферментів та зниження вмісту вітамінів А, Е та каротину у печінці перепела.
Застосування добавки в комбікорм зерна амаранту запобігає розвитку гемічної гіпоксії, здійснює протекторний вплив щодо негативної дії нітратів, сприяє стабілізації процесів ліпопероксидації за рахунок підвищення антиоксидантного статусу печінки перепела.
Ключові слова: перепела, амарант, антиоксидантна система, пероксидне окиснення ліпідів, нітрат натрію.
Чубар О.Н. Антиоксидантный статус печени перепела в условиях влияния нитрата натрия и введения в комбикорм зерна амаранта. –Рукопись.
Диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.04 –биохимия. –Национальный аграрный университет, Киев, 2006.
Диссертация посвящена изучению особенностей функционального состояния системы антиоксидантной защиты печени перепела в возрастном аспекте, в условиях влияния нитрата натрия и при введении в комбикорм зерна амаранта.
Показано, что высокий уровень продуктов перекисного окисления липидов в печени суточного перепела в периоды интенсивного роста (по 14-е сутки), полового созревания и становления процессов яйцекладки вызывает компенсаторное повышение активности антиоксидантных ферментов. Снижение содержания каротина, ретинола и токоферола в печени перепела в 49–-суточном возрасте обусловлено мобилизацией витаминов из депо на формирование составляющих компонентов яйца.
Установлено, что введение перепелам нитрата натрия в дозе 0,5 г/кг массы тела по NO– приводит к усиленному метгемоглобинообразованию, активации свободнорадикального окисления липидов. При этом отмечается повышение активности супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы, при снижении ферментативной активности каталазы. Нитраты вызывают снижение содержания в печени восстановленного глутатиона, SH-групп белка, каротина и витаминов А, Е. Вследствие воздействия нитрата натрия усиливается эндогенная интоксикация организма, что подтверждается повышением активности аминотрансфераз и щелочной фосфатазы.
Использование зерна амаранта в составе комбикорма в условиях влияния нитратов приводит к уменьшению токсического влияния токсиканта, о чем свидетельствует снижение количества продуктов перекисного окисления липидов и повышение активности каталазы, количества неферментативных компонентов антиоксидантной системы.
Изучено влияние зерна амаранта в составе комбикорма на интенсивность роста и сохранность перепелов. Использование зерна амаранта улучшает диетические качества яиц, о чем свидетельствует достоверное повышение содержания каротина и витамина Е в желтке перепелиных яиц. Проведенные исследования позволяют рекомендовать введение 10% зерна амаранта в состав комбикорма для дальнейшего изучения с целью его использования при токсикозах и патологиях, которые сопровождаются оксидативным стрессом.
Ключевые слова: перепела, амарант, антиоксидантная система, перекисное окисление липидов, нитрат натрия.
Chubar O.N. Antioxidantive status of the quails liver tissues in condition of the nitrate load and correction by amaranths grain. –A manuscript.
The Thesis on reception of scientific degree of candidate of the agricultural sciences on professions 03.00.04 –biochemistry. –National Agricultural University of Ukraine, Kyiv, 2006.
The Thesis is dedicated to study of the particularities of the functional condition of the antioxidant protection system of quails liver tissues in age aspect, under condition of the load by nitrate sodium and with the amaranth grain addition.
It was shown that high product level peroxide lipid oxidation in one-day quails liver tissues in periods of the intensive growing (on 14-th day), sexual dimorphism and formations of the ovipositor processes causes compensatory growing of antioxidative ferment activity. The carotin contentses and liposoluble vitamin (А, E) in 49-70-dayly quails liver tissues brings down, that is connected with vitamins mobilization from depot on egg component forming.
It was established that nitrate sodium in a dose 0,5 g/kg body weight causes peroxide lipid oxidation intensification, changes in antioxidative ferments functional activity and lowing of vitamins A, E and carotin content in quail liver.
Using the amaranth grain addition to mixed fodder prevents of hemic hypoxia progress, makes protection influence against negative action of nitrates, facilitates lipid peroxidation processes stabilization at the expenses of quails liver antioxidative status increasing.
The keywords: quail, amaranth, antioxidant system, lipid peroxide oxidation, nitrate sodium.