Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Современные представления о роли свободнорадикальных процессов 8
1.2. Характеристика и механизм действия антиоксидантной системы 19
1.3. Окислительный стресс в норме и при патологиях 28
1.4. Возможности совместного использования показателей состояния ПОЛ, АОС с интегральным показателем уровня веществ низкой и средней молекулярной массы для диагностики нарушений обмена веществ 33
ГЛАВА 2. Собственные исследования
2.1. Материал и методы исследования 38
2.2. Состояние процессов пероксидного окисления липидов у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе и при разных физиологических состояниях 48
2.3. Состояние антиоксидантной системы у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе и при разных физиологических состояниях 53
2. 4. Корреляция процессов пероксидного окисления липидов с состоянием антиоксидантной системы у крупного рогатого скота 57
2.5. Корреляция процессов пероксидного окисления липидов, состояния антиоксидантной систем с содержанием с веществ низкой и средней молекулярной массы у крупного рогатого скота и в эксперименте 64
Заключение 96
Выводы 120
Библиографический список 122
- Характеристика и механизм действия антиоксидантной системы
- Возможности совместного использования показателей состояния ПОЛ, АОС с интегральным показателем уровня веществ низкой и средней молекулярной массы для диагностики нарушений обмена веществ
- Состояние процессов пероксидного окисления липидов у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе и при разных физиологических состояниях
- Корреляция процессов пероксидного окисления липидов с состоянием антиоксидантной системы у крупного рогатого скота
Введение к работе
Актуальность исследования
Высокоинформативная характеристика метаболического статуса сельскохозяйственных животных и раннее выявление развивающихся нарушений обмена веществ с помощью современных биохимических и физиологических методов исследования способствует своевременному принятию профилактических мер. В последние годы большое внимание уделяется изучению свободнорадикального метаболизма, главным образом, пероксидного окисления липидов (ПОЛ) и состояния антиоксидантной системы (АОС), так как разобщение этих процессов существенно снижает резистентность организма к воздействию неблагоприятных факторов и является причиной многих патологических состояний [Halliwell,1992; Fridovich, 1994; Ito et al., 1994; Libby.1995; H. Morihiko, 1995; Ю.В. Абакумова и совт. 1996; B.T. Величковский, 2000; В.В. Абрамченко, 2001; Н.К. Зенков и соавт., 2001; Р.Х. Кармалиев, 2002]. Для коррекции патологических состояний широко применяются антиоксиданты, в то же время их применение может быть оправдано, если имеются достоверные сведения о состоянии системы ПОЛУ АОС в организме. В медицине все шире используются методы интегральной оценки интенсивности ПОЛ и состояния АОС основанные на регистрации спонтанной, либо активированной хемилюминесценции тест-объекта. [Ю. А Владимиров и соавт., 1990, P.P. Фархутдинов и соавт., 2000; Т. Д. Журавлева и соавт., 2003]. Однако в ветеринарии использование этого метода ограничено, практически не имеется данных о состоянии ПОЛ и АОС в организме сельскохозяйственных животных, в частности крупного рогатого скота (КРС). Также отсутствуют сведения о сопряжении свободнорадикальных процессов с содержанием веществ низкой и средней молекулярной массы (ВНСММ) крови, уровень которых рекомендуется использовать в качестве «критерия здоровья» [М.Я. Малахова, 1993]. Представляет практический интерес и является актуальным выявление взаимосвязи между показателями ПОЛ, АОС и ВНСММ у КРС для разработки патогенетически обоснованных методов коррекции нарушений метаболизма. Учитывая, что одной из возможных причин сдвигов в обмене веществ является потребление кормов и биодобавок, содержащих ацетальдегид [L. Feiman, С, Lieber, 1999], интересно было проследить взаимосвязь между процессами ПОЛ, АОС и содержанием ВНСММ в эксперименте на лабораторных животных при развитии интоксикации уксусным альдегидом.
Цель исследования. Выявление особенностей протекания свободнорадикальных процессов пероксидации липидов, состояния антиоксидантнои системы и взаимосвязи их с уровнем ВНСММ у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе и при разных физиологических состояниях для совершенствования оценки их метаболического статуса.
Задачи исследования:
1. Изучить интенсивность процессов пероксидного окисления липидов и состояние антиоксидантнои системы в организме крупного рогатого скота клинически здорового и с признаками нарушенного обмена веществ.
2. Определить степень сбалансированности процессов пероксидного окисления липидов с состоянием антиоксидантнои системы и уровнем веществ низкой и средней молекулярной массы у крупного рогатого скота в норме и с клиническими признаками метаболических нарушений.
3. Выявить взаимосвязь между показателями пероксидного окисления липидов, антиоксидантнои системы и веществ низкой и средней молекулярной массы крови при острой химической интоксикации в эксперименте.
Научная новизна работы. Установлены возрастные особенности деятельности прооксидантной и антиоксидантнои систем у крупного рогатого скота в физиологических условиях. Показано, что с 2-х месячного возраста интенсивность процессов пероксидации липидов у клинически здорового крупного рогатого скота находится на постоянном уровне,аполноценная функциональная антиоксидантная система окончательно формируется к 6-ти месячному возрасту. Выявлены особенности свободнорадикальных процессов и состояния АОС у коров в ходе репродуктивного цикла. Интенсивность свободнорадикального окисления липидов поддерживается у здоровых коров на постоянном уровне
6 независимо от физиологического состояния. При метаболических нарушениях неспецифического характера отмечается активизация пероксидного окисления липидов и истощение системы антиоксидантной защиты. Впервые рассчитан коэффициент сбалансированности, представляющий собой отношение показателей состояния АОС и интенсивности ПОЛ. Установлена корреляция показателей интенсивности ПОЛ и состояния АОС с уровнем ВНСММ в крови коров и телок в норме и при метаболических нарушениях. Усиление свободнорадикального окисления способствует накоплению ВНСММ в крови животных. Получены новые сведения об интенсивности процессов ПОЛ, состояния АОС и сопряжения этих процессов с накоплением ВНСММ в плазме крови и эритроцитах в норме и при интоксикации уксусным альдегидом Показано, что усиление интенсивности пероксидных процессов приводит к повышению содержания ВНСММ в плазме крови и эритроцитах.
Практическая значимость работы. Результаты исследований позволяют рекомендовать определение интенсивности ПОЛ, АОС и концентрации ВНСММ для контроля над над состоянием здоровья животного и для своевременного выявления отклонений в обмене веществ. Рассчитанный коэффициент сбалансированности, представляющий собой отношение показателей состояния АОС и интенсивности ПОЛ является критерием оценки уровня свободнорадикального метаболизма и может быть использован для раннего выявления метаболических сдвигов. Полученные сведения о состоянии свободнорадикальных процессов необходимо использовать при составлении рационов кормления крупного рогатого скота. КРС. Результаты исследований отражены в учебном пособии «Биохимия печени и почек», рекомендованом Учебно-методическим объединением вузов РФ по образованию в области зоотехнии и ветеринарии для студентов вузов по специальности «Ветеринария».
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на: IV Съезде физиологов Сибири (Новосибирск, 2001); научно-практической конференции, посвященной 40-летию Алтайского государственного аграрного университета (Барнаул, 2002); научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Омского государственного аграрного университета (2001, 2002, 2003,2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 144 страницах печатного текста и состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, заключения, выводов, иллюстрирована 14 таблицами, 33 рисунками. Библиографический список включает 217 источников, в том числе 87 - зарубежных авторов.
Положения, выносимые на защиту.
1. Интенсивность процессов ПОЛ и состояние АОС у крупного рогатого скота изменяются в постнатальном онтогенезе и зависят от физиологического состояния животных.
2. Интенсификация свободнорадикальных реакций пероксидного окисления липидов вызывает повышение содержания ВНСММ крови крупного рогатого скота при метаболических нарушениях.
Коэффициент сбалансированности, характеризующий интенсивность ПОЛ и состояние АОС, позволяет своевременно выявлять сдвиги в метаболизме крупного рогатого скота.
Однократное интрагастральное введение уксусного альдегида крысам в дозе 1/2 LD5o приводит к активации процессов ПОЛ, у.илению активности АОС и повышению концентрации ВНСММ в крови.
Диссертационная работа является самостоятельным разделом научных исследований по теме кафедры нормальной и патологической физиологии «Видовая и возрастная характеристика физиологических функций и нейрогуморальной регуляции висцеральных систем животных и птиц» (№ Гос, регистрации 01.200.103074) и кафедры химии «Изучение биохимических механизмов развития и разработка методов диагностики и способов коррекции токсикозов у животных в условиях экосистемы Омской области» (№ Гос. регистрации 01.200.202505), входящих в научно-исследовательскую программу ФГОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет».
Характеристика и механизм действия антиоксидантной системы
Как указывалось ранее, при действии на организм различных стрессорных факторов скорость реакций образования АФК резко усиливается. При этом интермедиаты кислорода могут оказывать токсическое действие, вызывая, в частности, окислительную модификацию биополимеров: белков, липидов, нуклеиновых кислот, углеводов. При изучении природы, состава и механизма гомеостаза ряд исследователей выявили, что появлению повреждающего действия свободных радикалов препятствует многокомпонентная система веществ — антиоксидантов, которая обеспечивает протекание свободнорадикальных процессов на постоянном уровне [Glavanl, 1966; Prohasra et al., 1977; Suzuki et al., 1983; Ogihara, 1995; Ocabe, 1995; Piaz et al., 1995; Knopp, 1999; Wu et al„ 1999; B.B. Абрамченко, 2001]. Антиоксиданты разрывают цепи пероксидных радикалов, инактивируют молекулы пероксидов. Изменения структуры и функции субстратов, на которые действуют СР, зависит, в конечном счете, от соотношения активности СР и антиоксидантов. Структурные изменения предотвращаются за счет функционирования системы антиоксидантной защиты (АОС), объединяющей антирадикальные и антиперо ксидные механизмы. Имеются многочисленные доказательства, что совместное действие всех антиоксидантов в тканях создает «буферную антиоксидантную систему», обладающую определенной антиокислительной емкостью. Действие этой системы определяет, в известной мере, развитие адаптационных и компенсаторных процессов при действии химических веществ на организм и повышает его устойчивость к действию токсикантов [Л.А.Тиунов, 1995]. АОС обнаружена во всех живых организмах от растений до высших животных и человека, рассматривается как универсальная биологическая система естественной детоксикации. В организме существует целый ряд взаимосвязанных антиоксидантных комплексов, осуществляющих поддержание свободнорадикальных процессов на физиологическом уровне. До настоящего времени не сформировано единство воззрений на классификацию и механизмы регуляции скорости антирадикальных реакций. Как показал акад. РАМН Б.Т. Величковский (2001) биохимические механизмы антиоксидантной защиты представляют собой сложную систему из многих соединений, согласованное действие которых обеспечивает неспецифическую резистентность организма. В ней могут быть выделены четыре главных группы веществ: 1) антиоксидантные ферменты, находящиеся в клеточных структурах супероксиддисмутаза (СОД), глутатионредуктаза, глутатионпероксидаза, каталаза; 2) синтезируемые в организме низкомолекулярные антиоксиданты, такие как глутатион, мочевая кислота и ураты, триптофан, аминокислоты, содержащие сульфгидрильную группу (цистеин и цистин), и др. Особого упоминания заслуживают низкомолекулярные белки — металлотионеины, содержащие до 30% цистеина, который в составе этих белков в 770 раз более эффективен в инактивации свободных радикалов, чем цистеин в составе глутатиона). Эти вещества являются либо ловушками свободных радикалов, либо разрушают перекисные соединения; 3) естественные антиоксид анты, поступающие в организм с пищей (аскорбиновая кислота — витамин С, альфа-токоферол — витамин Е, рутин и другие флавоноиды — витамин Р, бета-каротин и другие каротиноиды, предшественники группы витаминов А, филохинон - витамин К, убихинон. Кроме витаминов и их предшественников, в эту же группу веществ могут быть отнесены химические элементы, входящие в состав активных центров антиоксидантних ферментов, такие как селен, четыре атома которого входят в состав глутатионпероксидазы, цинк, входящий в состав СОД и др.); 4) специфические белки и пептиды, способные связывать ионы переходных металлов, катализирующих реакции свободнорадикального окисления (ферритин — в клетках, трансферрин — в плазме, церулоплазмин — в плазме, карнозин — в мышцах, глутатион и др.). Таким образом, можно выделить два звена АОС - ферментативное и неферментативное. По данным В.В. Соколовского (1988) одно из звеньев тканевых антиоксидантов имеет гидрофильный характер, а другое -гидрофобный, что делает возможным антирадикальную защиту, и в водной, и в липидной фазах. Т.А. Лисицина и соавт. (1996) выделяют две системы антирадикальной защиты - первичную и вторичную. Первичная система включает витамины А, Е, С, глутатион, мочевую кислоту, другие низкомолекулярные соединения, белки - церулоплазмин и трансферритин, а также антиоксидантные ферменты - СОД, каталазу, пероксидазы. Таким образом, первичную систему образуют ферменты, инактивирующие свободные радикалы и антиоксиданти, восстанавливающие свободные радикалы. В том случае, если это звено не обеспечивает полной защиты от эффектов АФК, последствия нефизиологического свободнорадикального воздействия устраняются веществами вторичной системы, включающей в себя липолитические и протеолитические ферменты, ДНК-репаративные ферменты (эндонуклеазы и эндолигазы). Пероксид водорода элиминируется каталазой и пероксидазами, которые восстанавливают его до воды, В,Ф. Коваленко и соавт. (2002) установили, что активность каталазы в тканях имеет видовые и индивидуальные колебания, изменяется в зависимости от возраста и физиологического состояния. В реакциях элиминирования пероксида водорода участвует трипептид глутатион, обладающий редуцирующими свойствами, а также селензависимая глутатионпероксидаза. Окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой с использованием НАДР-Н, образующегося в пентозомонофосфатном цикле. На роль глутатионредуктазы и глутатионпероксидазы в системе антиоксидантной защиты организма указывают многочисленные исследования [Jaroby 1978; Marcus et al., 1978; Chassenad, 1979; Baars et al., 1980; Grover, 1982; Maede et al., 1982; Suzuki et al., 1983; Awasthi et al., 1984; Bentler et al., 1988; Goto et al., 1992,Harris, 1992].
Следует отметить, что в системе антиоксидантной защиты клетки отсутствуют ферменты, способные обезвреживать гидроксильные радикалы. Однако, как считают В.В. Абрамченко и соавт. (1995), элиминация -02 и Н202 в норме делает невозможным образование НО-.
Торможение образования вторичных радикалов достигается связыванием и удалением ионов железа Fe . Такую функцию выполняют ряд антиоксидантов в частности, природное соединение, содержащееся в мышечной ткани, дипептид карнозин (3-аланил-гистидин) [Ю,А. Владимиров, 1998]. Действия антиоксидантов-ферментов тесно связаны друг с другом и четко сбалансированы между собой. Нарушение соотношения ферментативных, а также ферментативных и неферментативных компонентов антиоксидантной защиты может приводить к дополнительной генерации активных форм кислорода и являться одним из проявлений окислительного стресса.
Возможности совместного использования показателей состояния ПОЛ, АОС с интегральным показателем уровня веществ низкой и средней молекулярной массы для диагностики нарушений обмена веществ
В последние годы в качестве маркера эндогенной интоксикации используют определение содержания в биологических средах веществ средней и низкой молекулярной массы (ВНСММ) [В.И. Гудим и соавт. (1983); А.С. Владыка и соавт. (1987); С. В. Оболенский и соавт (1991) и другие]. К ним относят соединения с относительной молекулярной массой от 500 до 5000 Д, такие как низкомолекулярные белки, олигопептиды, полиамины, гликопротеины, олигосахара и др. ВНСММ отличаются способностью к ультрафиолетовому поглощению с максимальной абсорбцией при длинах волн 220-300 нм. [З.А. Тупикова, 1983; В.И. Гудим, Н.К. Габриэлян, 1985; МЛ. Малахова, 1995]. З.А. Тупикова (1983), В.И. Николайчик и соавт. (1989) показали, что высокая концентрация ВНСММ в крови инициирует токсические эффекты: угнетение эритропоэза и фагоцитоза, снижение активности лейкоцитов и синтеза гемоглобина, изменение проницаемости клеточных мембран, разобщение окисления и фосфорилирования. Возможно, эти эффекты проявляются через активацию свободнорадикальных процессов, в частности избыточной пероксидации липидов клеточных мембран. П.А. Рябинин и соавт. (1984) отмечают регуляторный характер действия ВНСММ на процессы тканевого дыхания. Повышенное содержание ВНСММ, поглощающих световое излучение при длине волны 258 нм происходит за счет нарушения метаболизма пуриновых нуклеотидов, а при 282 нм - как пуриновых, так и пиримидиновых нуклеотидов, что следует из анализа спектров светопоглощения вышеперечисленных метаболитов. Эти данные позволяют предположить, что нарушению пуринового обмена предшествует чрезмерная пероксидация жирных кислот липидов мембран клеток при низкой активности системы антиоксидантной защиты. Weiss (1984), Davies (1995), Г.И. Клебанов (2001) показали, что стационарный уровень свободнорадикальных реакций пероксидации липидов клеточных мембран и липопротеинов плазмы крови определяется вкладом основных стадий процесса: стадией инициации, которая характеризуется продукцией радикалов-инициаторов, в основном АФК и уровнем активности сбалансированной системы эндогенной антиоксидантной защиты.
Для оценки тяжести интоксикации предложен ряд методов, основанных на определении содержания в биологических средах ВНСММ.
Так, Н. И. Габриэлян и соавт. (1983) предложили скрининг-метод, основанный на осаждении белков трихлоруксусной кислотой (ТХУ) из биологической жидкости и последующей спектрометрии при длине волны 254 нм. Более точный метод оценки содержания ВНСММ предложен М.Я. Малаховой и СВ. Оболенским (1991, 1995). Этот метод предполагает одновременное определение ВНСММ плазмы, эритроцитов и мочи. Спектральная характеристика супернатанта регистрируется в диапазоне длин волн 238-310 нм, Содержание ВНСММ оценивается по интегральной площади фигуры, ограниченной спектральной кривой и осью абсцисс. В ветеринарной медицине для выявления метаболических нарушений на ранних стадиях у коров И.П. Степановой и соавт. (2001, 2003) предложен аналогичный показатель. В работе Е.В. Егоршина и соавт. (1996) обсуждается возможность вклада активации ПОЛ в развитие токсикоза при болезнях дыхательной системы. Авторы приводят данные, что наряду с возрастанием содержания продуктов ПОЛ увеличивается содержание «средних» молекул на фоне истощения АОС. Вместе с тем содержание ВНСММ и их корреляция с показателями ПОЛ и АОС у КРС не изучались.
Нарушение баланса между интенсивностью свободнорадикального окисления и состоянием АОС рассматривается как важное звено в развитии различных патологий. Поэтому к проблеме разграничения физиологического и патологического СРО привлечено внимание многих исследователей.
Для более информативной характеристики свободнорадикального окисления и определения баланса между прооксидантами и антиоксидантной системой некоторыми исследователями предлагается использовать разнообразные коэффициенты. Так, В.А. Жмуров и соавт. (2003) предлагают в качестве показателей, отражающих степень повреждения мембранных структур клетки, коэффициент антирадикальной защиты и индекс шиффообразования. Коэффициент антирадикальной защиты представляет собой отношение активности СОД к содержанию диеновых конъюгатов, то есть отношение содержания одного из конечных продуктов ПОЛ к активности одного из антиоксидантных ферментов, а индекс шиффообразования - отношение содержания шиффовых оснований к ТБК-продуктам. По мнению авторов, изменение коэффициента антирадикальной защиты и индекса шиффообразования выявляет возрастные особенности ПОЛ и уровня АОС,
Ю.А. Абакумова и соавт. (1991) на основе определения содержания продуктов ПОЛ и компонентов АОС, предложили функциональный показатель свободнорадикального окисления - «ФП СРО», являющийся отношением активности СОД к содержанию МДА. Д.И. Кузьменко, Б.И. Лаптев для количественной характеристики свободнорадикального статуса организма разработали индекс резерва липидов сыворотки крови для пероксидного окисления - РЛПО, который является отношением концентрации МДА сыворотки после стимуляции пероксидного окисления ионами Fe к исходному уровню МДА в сыворотке в той же пробе. Предложенные коэффициенты позволяют оценивать направленность и выраженность смещения между действием прооксидантов и суммарной активностью АОС, но требуют значительных материальных затрат.
В последние десятилетия выходят на первый план интегральные методы оценки метаболического статуса организма. В то же время отсутствуют данные о совместном изучении свободнорадикального окисления и содержания ВНСММ в крови КРС. Данные о взаимосвязи процессов ПОЛ, АОС с содержанием ВНСММ могут явиться критерием метаболических нарушений в организме животных разных возрастных групп и при разных физиологических состояниях.
Имеются немногочисленные сообщения о разработке диагностических тестов для выявления метаболических нарушений у коров при разных физиологических состояниях. Так, И.З. Севрюк и соавт. (1998) исследовали в сыворотке крови стельных коров содержание МДА, общего белка, кальция и фосфора, активность каталазы и выявили, что при повышении концентрации МДА (до 2,5 мкмоль/л) снижается активность каталазы, увеличивается содержание общего белка и мочевины. Стельные коровы с такими показателями крови были отнесены к «группе риска». Следовательно, определение уровня ПОЛ и АОС в организме коров может служить диагностическим тестом для выявления метаболических нарушений у животных, позволяет прогнозировать рождение потомства с гипотрофией. Особенно результативными могут быть данные корреляционного анализа, показывающие увеличение числа связей между показателями крови, как при физиологическом состоянии, так и в период повышенной нагрузки на организм.
Состояние процессов пероксидного окисления липидов у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе и при разных физиологических состояниях
Запускаемый свободными радикалами процесс пероксидного окисления липидов в физиологических условиях протекает на низком уровне и представляет собой итоговую фазу свободнорадикального окисления. Инициирование ПОЛ свободными радикалами выполняет защитную функцию в организме. Нарушения в этом звене метаболизма снижают устойчивость организма к воздействию неблагоприятных факторов внешней и внутренней среды и создают предпосылки к ускоренному развитию болезней внутренних органов. Своевременное выявление отклонений в протекании процессов пероксидации липидов клеточных мембран позволяет определять и прогнозировать развитие нарушений клеточного гомеостаза.
Учитывая важную роль пероксидации липидов в организме животных, и отсутствие данных, полученных методом биохемилюминесценции о состоянии этих процессов у крупного рогатого скота, в возрастном аспекте был определен интегральный показатель ПОЛ сыворотки крови у клинически здоровых телок в возрасте: 2-15 суток, 1 (контроль), 2, 3, 6, 9, 12, 18, 24 месяцев, а также у телок с клиническими признаками нарушенного обмена веществ в возрасте 12-ти месяцев. Полученные данные интенсивности пероксидного окисления липидов у телок представлены в таблице 2.
Значения интегрального показателя ПОЛ у новорожденных телок колеблются в диапазоне 14,92 +- 16,44 ед./30 с, а у животных контрольной группы - в диапазоне 14,46 - 16,02 ед./30 с. В то же время изучаемый показатель достоверно увеличивается, начиная с 2-х месячного возраста относительно показателя животных контрольной группы. Значения интегрального показателя ПОЛ у телок 2-24-х месячного возраста колеблются в диапазоне 16,21 +- 18,14 едУЗОс и между собой в разных возрастных группах достоверно не различаются.
Следовательно, с 2-х месячного возраста пероксидное окисление липидов у клинически здорового крупного рогатого скота протекает практически на постоянном уровне. Сведения об аналогичных исследованиях по изучению процессов ПОЛ у сельскохозяйственных животных, в том числе и у крупного рогатого скота, методом биохемилюминесценции в доступной нам литературе отсутствуют, поэтому полученные нами значения показателя ПОЛ у телок приняты за норму. Известно, что в физиологических условиях сохраняется низкая концентрация активных форм кислорода, которая позволяет организму поддерживать гомеостаз, активизировать механизмы адаптации, то есть пероксидация липидов является естественным процессом. Это подтверждается нашими исследованиями интенсивности ПОЛ у клинически здоровых телок разного возраста. В постнатальном онтогенезе у клинически здоровых КРС физиологический уровень свободнорадикальных процессов формируются уже к первому месяцу жизни, и стабилизируется ко 2-му месяцу.
В группе 12-ти месячных телок с клиническими признаками нарушенного обмена веществ значения показателя ПОЛ достоверно превышают значения клинически здоровых животных аналогичного возраста. Этот показатель равен 27,22 ± 1,04 едУЗОс. (р 0,001), что свидетельствуют об усилении интенсивности процессов ПОЛ у КРС с признаками нарушенного обмена веществ неспецифического характера и согласуется с данными многих исследователей, которые признают очевидным тот факт, что интенсификация процессов ПОЛ может способствовать сбою в системе адаптации организма и является одной из причин возникновения патологических процессов. В то же время токсическое действие продуктов пероксидации липидов на физиологические системы клетки проявляется лишь при их высоких концентрациях.
Изучение процессов ПОЛ у крупного рогатого скота при разных физиологических состояниях было проведено на клинически здоровых коровах в состоянии раздоя (контроль), начального этапа сухостойности, заключительного этапа сухостойности и новотельности, а также у коров со слабо выраженными клиническими признаками нарушенного обмена веществ и с явно выраженными признаками нарушенного обмена веществ периода раздоя. Исследования показали, что интегральный показатель интенсивности процессов ПОЛ в группе клинически здоровых коров в период раздоя колеблется в диапазоне 15,82- 17,48 ед./ЗО с (табл.3).
Достоверных отличий в средних значениях показателя интенсивности пероксидации липидов у коров контрольной группой и коров в группах начального, конечного этапа сухостойности, новотельности не выявлено. Полученные данные указывают на то, что свободнорадикальные реакции окисления липидов в организме клинически здоровых коров при разных физиологических состояниях протекают практически на постоянном уровне. Обнаруженная тенденция к снижению интенсивности процессов ПОЛ у коров в периоды сухостойности и новотельности, очевидно, может быть объяснена деятельностью адаптационно-компенсаторных механизмов, направленных на подавление усиления процессов пероксидации при наиболее напряженных для организма состояниях.
В группах коров с клиническими признаками нарушенного обмена веществ показатель интенсивности ПОЛ значительно увеличивается по сравнению с контролем. Соответственно до 26,64 ± 1,48 ед./30 с (р 0,001) у коров со слабо выраженными признаками и до 29,34 ± 1,18 едУЗО с. (р 0,001) у коров с явно выраженными признаками нарушенного обмена веществ. Полученные результаты не противоречат данным литературы о том, что чрезмерная активация процессов пероксидного окисления липидов является патогенетическим фактором для целого ряда заболеваний, причем интенсивность свободнорадикальных процессов пропорциональна выраженности патологического процесса.
Корреляция процессов пероксидного окисления липидов с состоянием антиоксидантной системы у крупного рогатого скота
Многочисленными исследованиями доказан неоднозначный характер свободнорадикального окисления в организме. При физиологических условиях поддерживается баланс между интенсивностью действия прооксидантной и антиооксидантной систем, тем самым предотвращается чрезмерная активация свободнорадикальных процессов и накопление конечных токсических продуктов пероксидации липидов - свободных радикалов, пероксидов жирных кислот, липопероксидов, альдегидов, кетонов, оксикислот. Для разграничения физиологического и патологического свободнорадикального окисления могут быть использованы показатели уровня активности прооксидантной и антиоксидантной систем, полученные хемилюминесцентным методом.
В своем исследовании мы уделили большое внимание изучению возможности использования метода биохемилюминесценции для оценки степени сбалансированности процессов ПОЛ с состоянием антиоксидантной системы у крупного рогатого скота. Для выявления корреляционных взаимосвязей проводили расчет коэффициента корреляции Пирсона. В таблице 6 представлены значения этого коэффициента у крупного рогатого скота в постнатальном онтогенезе.
Анализ данных показывает, что в группах клинически здоровых телок в возрасте от 2-15 суток до 6-ти месяцев, а также в 18 месяцев существует достоверная сильная линейная взаимосвязь между интенсивностью свободнорадикальных процессов и состоянием системы антиоксидантной защиты. В группах животных в возрасте 9, 12, 24-х месяцев наблюдается условно-вероятная положительная линейная корреляция между процессами ПОЛ и состоянием АОС, что доказывает существование высокой сбалансированности процессов пероксидации высших жирных кислот липидов с действием системы антирадикальной защиты у клинически здоровых животных. В группе 12-ти месячных телок с признаками нарушенного обмена веществ значение показателя ПОЛ достоверно выше, а показателя АОС - ниже аналогичных показателей клинически здоровых животных того же возраста (р 0,001). Эти показатели соответственно равны 27,22 ± 1,04 ед./30с и ОД96 ± 0,010 отн. ед. Коэффициент линейной корреляции Пирсона равен -0,203 (р=0,74). Следовательно, у телок с нарушенным метаболизмом имеет место дисбаланс между интенсивностью процессов ПОЛ и состоянием системы антирадикальной защиты. Изменение активности АОС может рассматриваться как элемент компенсаторной реакции на повышение уровня ПОЛ.
Таким образом, данные интегральных показателей ПОЛ и АОС доказывают существование прямой связи между усилением процессов пероксидации липидов и снижением активности антиоксидантнои системы и позволяют своевременно выявлять изменения в соотношении прооксидантной и антиоксидантнои систем у крупного рогатого скота в любой возрастной группе.
Для выяснения того, существует ли взаимосвязь между интенсивностью процессов ПОЛ и состоянием АОС в организме коров при разных физиологических состояниях и какова степень сбалансированности этих процессов нами был рассчитан коэффициента корреляции Пирсона. В отличие от уровня процессов ПОЛ наблюдается достоверное усиление антиоксидантнои защиты в организме коров при наиболее напряженных физиологических состояниях, а именно сухостойности и новотельности, по сравнению с контрольной группой животных. В группе коров в период раздоя наблюдается достоверная положительная линейная корреляция между процессами ПОЛ и состоянием системы антирадикальной защиты. Значение коэффициента Пирсона 0,92 (р=0,03), что свидетельствует о высокой сбалансированности процессов пероксидации липидов и антирадикальной защиты у клинически здоровых коров этой группы. У клинически здоровых коров начального этапа сухостойности и заключительного этапов сухостойности, а также новотельности выявлена условно-вероятная положительная зависимость между показателями ПОЛ и АОС, коэффициент линейной корреляции соответственно равен 0,62 (р = 0,13); 0,70 (р = 0,19); 0,75 (р - 0,15).
В группе коров со слабо выраженными клиническими признаками нарушенного обмена веществ значение показателя пероксидации жирных кислот липидов достоверно увеличивается по сравнению с контролем и находится в диапазоне 28,02+ 25,16 ед./30 с (р 0,001). У животных с явно выраженными клиническими признаками нарушенного обмена веществ показатель ПОЛ принимает значение 29,34 ±1,18 ед./30 с, что достоверно выше показателя ПОЛ клинически здоровых коров (р 0,001). В тоже время у коров со слабо выраженными признаками наблюдается тенденция к снижению, а у коров с явно выраженными признаками нарушенного обмена веществ достоверное изменение системы антиоксидантной защиты по сравнению с контролем. Значения показателя АОС соответственно равны 0,20 ± 0,01 (р ,05) и 0,19 ± 0,01 (р 0,05) отн. ед. Полученные данные свидетельствуют о недостаточной эффективности системы антирадикальной защиты организма животных с нарушениями обмена веществ.
