CC BY
18
DOI 10.31588/2413 -4201-1883-244-4-197-202
УДК 591.1:636.9
АКТИВНОСТЬ ЩЕЛОЧНОЙ И КИСЛОЙ ФОСФАТАЗ В ТКАНЯХ ТОЩЕЙ КИШКИ
У РАЗНОВОЗРАСТНЫХ КРОЛИКОВ
Терентьева М.Г.1 - к.б.н., доцент, Иванова Н.Н.2 - к.б.н., ст. преподаватель
1ФГБОУ ВО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия» 2ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
Ключевые слова: ферменты, щелочная фосфатаза, кислая фосфатаза, возрастные изменения, тощая кишка, кролики
Keywords: enzymes, alkaline phosphatase, acid phosphatase, age-related changes, jejunum,
rabbits
Как известно, особенностью физиологии кроликов является то, что в начальные периоды онтогенеза они обладают высокой скоростью роста и в течение первых месяцев жизни масса их тела способна увеличиваться более чем в 10 раз. Связывают это, в частности, с высокими питательными свойствами молозива и молока, которыми питаются крольчата. На физиологическом уровне усвояемость данных продуктов обеспечивается достаточно сформированными и приспособленными к данному процессу органами пищеварения. Так как рост организма в целом осуществляется благодаря координированному росту и развитию всех органов и систем, несомненно, в течение первых месяцев жизни пищеварительная система также претерпевает значительные изменения, которые, в частности, обусловлены нарастающими потребностями животного в питательных веществах и постепенным изменением характера поступающей пищи. В связи с этим, целю исследования было выявление изменений активности щелочной (ЩФ) и кислой фосфатаз (КФ) в тканях слизистого и мышечного слоев тощей кишки тонкого кишечника у крольчат, в разные возрастные сроки, постнатального онтогенеза [11, 12, 13].
Щелочная и кислая фосфатазы являются хорошо изученными и наиболее распространёнными среди фосфатаз группами ферментов. Они характеризуются широкой субстратной специфичностью, которая может несколько отличаться у ферментов, выделенных из разных тканей
и органов. Наибольшую активность кислая фосфатаза проявляет при рН 4,7-6, оптимальным для щелочной фосфатазы является - 8,4-9,4. Щелочная и кислая фосфатазы имеются во многих тканях организма, но их уровень может существенно отличаться. Так, например, высокая активность щелочной фосфатазы наблюдается в развивающихся тканях, секреторных органах, в тканях, осуществляющих транспорт питательных веществ, а также в хрящевой ткани.
В научной литературе приводятся данные, свидетельствующие о неравномерном становлении ферментных систем в тканях различных органов животных, кроме этого выявлено, что имеются отличия и в пределах одного органа в его различных частях, отделах, долях [1, 2, 3, 5, 6, 7]. Работы же по изучению активности внутриклеточных ферментов в различных отделах и слоях кишечника растущих животных немногочисленны [4, 9, 10]. А между тем, единая и сложная функция пищеварения происходит благодаря сочетанию многих процессов (секреция, всасывание, перистальтика и др.), которые осуществляются разными клетками и тканями органа и могут отличаться и иметь свои особенности, на протяжении всего кишечника.
Материал и методы исследований. Для изучения изменений активности исследуемых ферментов в переходных фазах питания использовали крольчат породы серый великан в возрасте 1, 6, 12, 18, 24, 30, 45, 60, 90 и 120 суток по 5 голов в каждом возрасте, выращенных в условиях
личного хозяйства с соблюдением необходимых ветеринарно-санитарных правил и норм кормления в весенне-летний сезон. Физиологические параметры крольчат соответствовали параметрам соответствующего возраста.
Эвтаназию крольчат и все манипуляции выполняли с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» [8]. Кишки тонкого кишечника извлекали из брюшной полости, очищали от содержимого, промывали холодным физиологическим раствором, разделяли на части и пробы их тканей замораживали в жидком азоте для дальнейших исследований.
В научной лаборатории ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА в гомогенатах тканей тощей кишки спектрофотометририческим методом (иУ-1800) и с использованием набора реагентов компании ОАО «Витал Девелопмен Корпорэйшн» СПб определяли активности щелочной и кислой фосфа-таз в соответствии методикам. Расчет активности ферментов провели по калибровочным.
Степень достоверности различий средних величин определяли с помощью критерий Стьюдента. Для достоверности суждений разделяли уровни значимости р<0,05, р<0,01 и р<0,001.
Результаты исследований. Резуль-
таты по изучению активности щелочной и кислой фосфатаз в тканях тощей кишки у кроликов приведены в таблицах 1 и 2.
Уровень щелочной фосфатазы (ЩФ) (мкмоль/г*ч) в тканях слизистого слоя тощей кишки у новорожденных крольчат, питающихся только молозивом, относительно высокий и примерно равный на всем протяжении: в проксимальном отделе - 331,8±19,3, медиальном -350,7±18,7, дистальном - 344,6±26,2. В мышечном слое кишки он неравномерный, возрастает в дистальном направлении: в проксимальном отделе - 167,7±15,3, медиальном - 224,7±21,5, дистальном -349,1±22,9. К шестисуточному сроку активность данного фермента в мышечном слое увеличивается в проксимальном отделе на 55,9 %, р<0,001 до 261,4±25,9, медиальном - 58 %, р<0,01 до 354±18,7. В это время наблюдается значительное снижение уровня фермента в слизистом слое проксимального отдела на 58,7 %, р<0,001 до 137,0±12,6, но к двенадцатисуточному возрасту он вновь повышается, в 2,3 раза, р<0,001 до 303,0±26,8. К данному сроку изменения отмечаются и в мышечном слое: происходит снижение активности ЩФ в медиальном и дистальном отделах, соответственно на 23,6 %, р<0,01 до 271,2±15,3 и 32,1 %, р<0,01 до 233,9±18,5.
Часть кишки Возраст, дни
1 6 12 18 24 30 45 60 90 120
Проксимальная слизистая 331,8± 19,3 137,0± 12,6*** 304,0± 26,8*** 317,9± 23,3 224,7± 21,7* 179,3± 14,2* 187,1± 15,6 330,4± 25,9** 265,6± 15,2* 288,1± 17,3
Проксимальная мышечная 167,7± 15,3 261,4± 25,9*** 320,7± 22,6 247,0± 21,1* 72,8± 6,9*** 35,1± 2,5** 50,7± 4,9* 212,7± 20,0*** 129,3± 11,0** 200,8± 19,0*
Медиальная слизистая 350,7± 18,7 334,2± 15,8 325,4± 20,1 330,4± 26,9 299,8± 25,9 209,4± 18,3* 282,3± 25,7* 304,8± 21,3 245,6± 11,1* 317,4± 25,9***
Медиальная мышечная 224,7± 21,5 354,9± 18,7*** 271,2± 15,3*** 287,3± 17,3 105,9± 10,1*** 113,9± 11,2 67,2± 6,1** 168,8± 15,2*** 147,3± 13,0 196,3± 17,0*
Дистальная слизистая 344,6± 26,2 332,4± 23,5 309,6± 19,4 344,3± 27,6 301,5± 25,9 212,2± 19,6* 208,0± 18,9 284,0± 19,0* 137,0± 13,9*** 279,5± 19,5***
Дистальная мышечная 349,1± 22,9 344,3± 22,5 233,9± 18,5*** 316,0± 29,8* 157,9± 13,6** 204,1± 14,5* 137,0± 15,0* 163,5± 14,3*** 40,5± 3,9*** 237,2± 22,0***
* - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 - по отношению к предыдущему возрасту
Таблица 1 - Активность щелочной фосфатазы в тканях тощей кишки
У восемнадцатисуточных крольчат существенные изменения в тканях слизистого слоя не выявляются, но происходят колебания уровня фермента в мышечном. В проксимальном отделе наблюдается его снижение на 23 %, р<0,05 до 247,0±21,1, в дистальном - он возрастает на 35,1 %, р<0,05, до 316,0±29,8. В возрасте двадцать четыре дня отмечено снижение активности ЩФ на протяжении всей кишки в мышечном слое (проксимальном - в 3,4 раза, р<0,001 до 72,8±6,9; медиальном - в 2,7 раза, р<0,001 до 105,9±10,1; дистальном -в 2 раза, р<0,01, до 157,9±13,6) и в слизистом слое в проксимальном отделе (на 29,3 %, р<0,05, до 224,7±21,7). У месячных крольчат понижение уровня фермента продолжается во всех отделах тощей кишки в слизистом слое (проксимальном -на 20,2 %, р<0,05 до 179,3±14,2; медиальной - 30,2 %, р<0,05 до 209,4±18,3; дистальном - на 29,6 %, р<0,05, до 212,2±19,6) и в проксимальном отделе мышечного слоя (в 2,1 раза, р<0,01 до 35,1±2,5). В мышечном слое дистального отдела, наоборот, обнаруживается увеличение на 29,3 %, р<0,05 до 204,1±14,5. У сорокапятисуточных животных активность ЩФ по сравнению с тридцатисуточными меняется в мышечном слое: уменьшается в медиальном отделе до 67,2±6,1, на 41 %, р<0,01, дистальном - до 137,0±15, на 32,9 %, р<0,05, повышается в проксимальном
отделе до 50,7±4,9, на 44,5 %, р<0,05. Также увеличение отмечается в слизистом слое медиального отдела тощей кишки до 282,3±25,7, на 34,8 %, р<0,05. Изменения в активности данного фермента в тканях наблюдаются и в последующие месяцы жизни кроликов. Так у двухмесячных животных она возрастает в слизистом слое проксимального и дистального отделов, соответственно в 1,8 раза, р<0,01 до 330,4±25,9 и 1,4 раза, р<0,05 до 284,0±19,0, в мышечном слое в проксимальном и медиальном отделах, соответственно в 4,2 раза, р<0,001 до 212,7±20,0 и в 2,5 раза, р<0,001, до 168,8±15,2. У трехмесячных вновь отмечается снижение уровня в слизистом слое в проксимальном отделе на 19,6 %, р<0,05 до 265,6±15,2, медиальном
- 19,4 %, р<0,05 до 245,6±11,1, дистальном
- 51,7 %, р<0,001 до 137,0±13,9, в мышечном слое - в проксимальном отделе на 39,2 %, р<0,01 до 129,3±11,0, дистальном - на 75,2 %, р<0,001 до 40,5±3,9. Через месяц активность ЩФ в тканях отличается повышением в слизистом слое в медиальном и дистальном отделах, соответственно до 317,4± 25,9, на 29,2 %, р<0,01 и до 279,5±19,5 в 2 раза, р<0,001, в мышечном слое - в проксимальном отделе до 200,8±19,0, на 55,3 %, р<0,01, медиальном
- 196,3±17,0, на 33,2 %, р<0,05, дистальном - 237,2±22,0, в 5,9 раза, р<0,001.
Таблица 2 - Активность кислой фосфатазы в тканях тощей кишки
Часть кишки Возраст, дни
1 6 12 18 24 30 45 60 90 120
Проксимальная слизистая 13,6± 1,3 67,6± 5,1*** 50,5± 4,5* 80,6± 7,5** 68,1± 5,7 26,6± 1,9*** 42,4± 3,8** 87,4± 6,4*** 30,3± 2,8*** 80,1± 7,3***
Проксимальная мышечная 13,6± 0,9 60,6± 5,9*** 57,3± 4,9 78,0± 5,3* 61,9± 4,3* 24,0± 2,2*** 38,6± 3,3** 79,7± 7,3*** 28,5± 2,5*** 81,4± 6,4***
Медиальная слизистая 33,9± 2,6 56,7± 4,5** 52,4± 5,2 81,4± 7,6** 55,7± 4,9* 32,6± 2,9** 33,4± 3,1 77,1± 6,5*** 18,0± 1,6*** 77,6± 6,2***
Медиальная мышечная 25,7± 2,1 77,3± 7,1*** 28,7± 2,4*** 96,9± 8,4*** 36,4± 4,1*** 18,0± 1,3** 44,1± 4,1*** 72,0± 6,9** 21,2± 2,1** 76,3± 7,0***
Дистальная слизистая 24,0± 2,1 79,8± 6,4*** 42,9± 4,3** 82,7± 7,6** 56,6± 4,6* 23,9± 2,5*** 16,0± 1,2* 73,7± 5,9*** 62,1± 5,6 80,1± 5,8**
Дистальная мышечная 16,0± 1,3 33,9± 3,1*** 53,0± 4,7** 82,3± 5,9** 64,3± 4,0* 24,0± 2,1*** 20,6± 1,9 62,6± 5,6*** 37,7± 3,4** 60,0± 5,4**
* - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001 - по отношению к предыдущему возрасту
Активность кислой фосфатазы (КФ) (мкмоль/г*ч) в тканях тощей кишки у кроликов значительно ниже, чем ЩФ. У су-
точных животных она сравнительно невысокая. Наименьшая активность КФ определяется в проксимальном отделе, как в
слизистом, так и в мышечном слое (соответственно, 13,6±1,3 и 13,6±0,9); большая -в медиальном (соответственно, 33,9±2,6 и 25,7±2,1) и средняя в дистальном (соответственно, 24,0±2,1 и 16,0±1,3). У шестису-точных крольчат уровень фермента значительно увеличивается: в слизистом слое проксимального отдела в 5 раз, р<0,001 до 67,6±5,1, медиального - на 67,6 %, р<0,01 до 56,7±4,5, дистального - в 3,2 раза, р<0,001 до 79,8±6,4; в мышечном слое проксимального отдела в 4,5 раза, р<0,001 до 60,6±5,9, медиального - в 3 раза, р<0,001 до 77,3±7,1, дистального - в 2,1 раза, р<0,001 до 33,7±3,1. К двенадцатису-точному возрасту наблюдается снижение более высоких показателей и увеличение малых. Так в тканях слизистого слоя в проксимальном отделе активность КФ составляет 50,5±4,5, что ниже на 25,3 %, р<0,05, дистального 42,9±4,3, что ниже на 46,2 %, р<0,01; в тканях мышечного слоя в медиальном отделе - 28,7±2,4, что ниже на 62,9 %, р<0,001, дистальном - 53,0±4,7, что выше на 56,5 %, р<0,01. К возрасту восемнадцати суток уровень фермента существенно увеличивается во всех слоях и отделах тощей кишки: в слизистом слое проксимального отдела на 59,6 %, р<0,01 до 80,6±7,5, медиального - на 55,5 %, р<0,01 до 81,4±7,6, дистального - на 92,6 %, р<0,01 до 82,7±7,6; в мышечном слое проксимального отдела на 36,2 %, р<0,05 до 78,0±5,3, медиального - в 3,4 раза, р<0,001 до 96,9±8,4, дистального - на 55,3 %, р<0,01 до 82,3±5,9. В дальнейшем отмечается временное снижение активности фермента. У двадцатичетырехсуточных крольчат в слизистом слое медиального отдела на 31,6 %, р<0,05 до 55,7±4,9, дистального - на 31,6 %, р<0,05 до 56,6±4,6, в мышечном слое проксимального отдела на 20,7 %, р<0,05 до 61,9±4,3, медиального - на 62,4 %, р<0,001 до 36,4±4,1, дистального - на 21,9 %, р<0,05 до 64,3±4,0. Падение уровня КФ выявляется и к месячному возрасту крольчат: в тканях слизистого слоя проксимального отдела на 61 %, р<0,001 до 26,6±1,9, медиального - 41,5 %, р<0,01 до 32,6±2,9 %, р<0,001 до 23,9±2,5; мышечного слоя проксимального отдела на 61,2 %, р<0,001 до 24,0±2,2, медиально-
го - на 50,6 %, р<0,01 до 18,0±1,3, дистального - на 62,7 %, р<0,001 до 24,0±2,1. У полуторамесячных животных отмечено снижение активности в слизистом слое ди-стального отдела (на 33,1 %, р<0,05 до 16,0±1,2) и повышение в слизистом слое проксимального (на 59,7 %, р<0,01 до 42,4±3,8) и мышечном слое проксимального (на 60,7 %, р<0,01 до 38,6±3,3) и медиального отделов (в 2,5 раза, р<0,001 до 44,1±4,1). К двухмесячному возрасту уровень фермента существенно увеличивается на протяжении всей кишки: в слизистом слое проксимального отдела в 2,1 раза, р<0,001 до 87,4±6,4, медиального - в 2,3 раза, р<0,001 до 77,1±6,5, дистального - в 4,6 раза, р<0,001 до 73,7, мышечном слое проксимального - в 2,1 раза, р<0,001 до 79,7±7,3, медиального - на 63,1 %, р<0,01 до 72,0±6,9, дистального - в 3 раза, р<0,001 до 62,6±5,6. У трехмесячных животных, по сравнению с предыдущим сроком, активность КФ значительно снижается в тканях слизистого слоя в проксимальном и медиальном отделах (соответственно, на 65,4 %, р<0,001 до 30,3±2,8 и на 76,7 %, р<0,001 до 18,0±1,6), в тканях мышечного слоя - во всех отделах (в ди-стальном направлении соответственно, на 64,2 %, р<0,001 до28,5±2,5; на 70,6 %, р<0,001 до 21,2±2,1; на 39,7 %, р<0,01 до37,7±3,4). К четырехмесячному же сроку она вновь существенно возрастает во всех отделах. В слизистом слое проксимального отдела в 2,7 раза, р<0,001, до 80,1±7,3, медиального - в 4,3 раза, р<0,001, до 77,6±6,2, дистального - на 29 %, р<0,05, до 80,1±5,8; в мышечном слое проксимального отдела в 2,9 раза, р<0,001 до 81,4±6,4, медиального - в 3,6 раза, р<0,001 до 76,3±7,1, дистального - на 59,1 %, р<0,01 до 60,0±5,4.
Заключение. Таким образом, приведенные выше результаты исследований свидетельствуют о том, что крольчата рождаются с относительно высоким уровнем щелочной фосфатазы в тканях тощей кишки. Достаточно высоким он остается и в молочную фазу питания. Существенное снижение отмечается к двадцати четырех-и тридцати дневному возрасту, когда происходит переход крольчат с молочного на
смешанный и растительный тип питания. При этом в целом, активность ЩФ в слизистом слое кишки выше, чем в мышечном. Это, по-видимому, связано с большей потребностью в данном ферменте при процессах всасывания питательных веществ и секреции пищеварительных ферментов.
Активность кислой фосфатазы в тканях тощей кишки на порядок ниже, чем щелочной. В первые сутки после рождения она не высокая, но затем с некоторыми колебаниями увеличивается. Также, как и в случае щелочной фосфатазы, значительное снижение уровня фермента прослеживается к двадцати четырех суточному и месячному возрасту, когда происходит приспособление к новой, существенно отличающейся пище, и следует полагать, перераспределение функциональной нагрузки в кишечнике. Следующее временное понижение активности фермента обнаруживается к трехмесячному сроку. К четырехмесячному возрасту стабилизации активности фермента КФ не происходит, уровень существенно возрастает во всех частях кишки, что возможно, связано с особенностями формирования и структуры кишки.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Васильева, С.В. Исследование корреляционной взаимосвязи активности щелочной фосфатазы с гепато- и пан-креоспецифическими ферментами у собак / С.В. Васильева // Академическая публицистика. - 2020. - № 9. - С. 176-179.
2. Иванова, Н.Н. Активность а-амилазы и фосфатаз в тканях печени у поросят в ранний постнатальный период / Н.Н. Иванова, Н.Г. Игнатьев // Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. - 2010. - Т. 204. - С. 103-108.
3. Игнатьев, Н.Г. Возрастные изменения аминотрансфераз в тканях поджелудочной железы у чистопородных и помесных поросят / Н.Г. Игнатьев, Н.Н. Иванова // Ветеринарный врач. - 2011. - № 4. - С. 36-39.
4. Игнатьев, Н.Г. Гамма-глутамилтрансфераза в тканях двенадцатиперстной кишки у крольчат / Н.Г. Игнатьев, М.Г. Терентьева // Вестник Ульянов-
ской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 2 (34). - С. 101105.
5. Лебедева, Н.В. Минеральный обмен в крови у свиноматок при кистозном перерождении яичников / Н.В. Лебедева // Инновации в научно-техническом обеспечении агропромышленного комплекса России: материалы Всероссийской (национальной) научно-практической конференции. - Курск. - 2020. - С. 268-271.
6. Милушев, Р.К. Активность щелочной фосфатазы в крови у чистопородных и помесных телок / Р.К. Милушев, В.Г. Епифанов // Главный зоотехник. -2020. - № 8. - С. 13-21.
7. Николаев, А.А. Характеристика активности щелочной фосфатазы в семенной плазме и в сперматозоидах самцов белых крыс, подвергнутых воздействию микроволнового излучения малой интенсивности / А.А. Николаев, М.В. Ушакова, Н.Н. Николаева // Современные проблемы науки и образования. - 2019. - № 6. - С. 122.
8. Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных // Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР №775 от 12.03.1977(http://docs.cntd.ru/document/456 016716).
9. Роль морфологических исследований в изучении нарушений обмена веществ у коров / С.А. Позов, В.А. Порублев, Н.Е. Орлова [и др.] - Ветеринарный врач. -2019. - № 2. - С. 49-53.
10. Терентьева, М.Г. Фазные изменения глутамилтрансферазы в тканях тощей кишки у растущих крольчат / М.Г. Те-рентьева // Материалы XXIII съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова с международным участием. - 2017. - С. 508-510.
11. Bilski, J. The Role of Intestinal Alkaline Phosphatase in Inflammatory Disorders of Gastrointestinal Tract / J. Bilski, A. Mazur-Bialy, D. Wojcik [et al.] // Mediators of Inflammation. - 2017. - P. 9.
12. Fawley, J. Intestinal alkaline phosphatase: a summary of its role in clinical disease / J. Fawley, D.M. Gourlay // Journal of Surgical Research. - 2016. - P. 225- 234.
13. Hinnebusch, B.F. Enterocyte dif- Kruppel-like factor / B.F. Hinnebusch // ferentiation marker intestinal alkaline phos- American Journal of Physiology. - 2004. - P. phatase is a target gene of the gut-enriched 23-30.
АКТИВНОСТЬ ЩЕЛОЧНОЙ И КИСЛОЙ ФОСФАТАЗ В ТКАНЯХ ТОЩЕЙ КИШКИ У
РАЗНОВОЗРАСТНЫХ КРОЛИКОВ
Терентьева М.Г., Иванова Н.Н.
Резюме
В статье изложены характер и интенсивность возрастных изменений активности щелочной и кислой фосфатаз в тканях слизистого и мышечного слоя проксимальной, медиальной и дистальной части тощей кишки у крольчат. Активность ферментов определена спек-трофотометрическим методом в научной лаборатории ФГБОУ ВО Чувашская ГСХА. Выявлено, что высокие обменные процессы в тканях слизистого и мышечного слоя тощей кишки у крольчат обнаруживаются до тридцати дневного возраста. Наиболее низкая активность обменных процессов выявляется с 45-дневного возраста. При этом к четырехмесячному возрасту крольчат стабилизации активности ферментов ЩФ и КФ не происходит.
ALKALINE AND ACID PHOSPHATASE ACTIVITY IN TISSUES OF THE JEJUNUM IN DIFFERENT AGED RABBITS
Terenteva M.G., Ivanova N.N.
Summary
The article describes the nature and intensity of age-related changes in the activity of alkaline and acid phosphatases in the tissues of the mucous and muscle layers of the proximal, medial and distal parts of the jejunum in rabbits. The enzyme activity was determined spectrophotometri-cally in the scientific laboratory of the Federal State Budget Educational Institution of Higher Education Chuvash State Agricultural Academy. It was revealed that high metabolic processes in the tissues of the mucous and muscle layers of the jejunum in rabbits are found up to thirty days of age. The lowest activity of metabolic processes is detected from the age of 45 days. At the same time, by the age of four months of rabbits, stabilization of the activity of alkaline and acid phosphatase enzymes does not occur.
