CC BY
8
УДК 612.398.192 : 616.15 : 636.2 : 636.084
ДИНАМИКА СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ В ЭРИТРОЦИТАХ И ПЛАЗМЕ КРОВИ КОРОВ ПРИ ПОЛНОЦЕННОМ КОРМЛЕНИИ В ПЕРИОДЫ СУХОСТОЯ И ЛАКТАЦИИ
РЫЖКОВА Г.Ф.,
доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mai: l rigkova_galina49@mail.ru.
ЯРОВАН НИ.,
доктор биологических наук, профессор, ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, e-mail: n.yarovan@yandex.ru.
КАНУННИКОВА ТВ.,
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: ranunnikova_tv67@mail.ru.
Реферат. В статье приводятся данные по содержанию свободных аминокислот в эритроцитах и плазме крови коров в до- и после родовой периоды. Установлено, что в сухостойный период, связанный с беременностью, происходит достоверное снижение количества свободных аминокислот: аргинина, валина, метионина в плазме крови; лизина, фенилаланина, аланина, валина и глутамино-вой кислоты в эритроцитах. В этот период общее количество свободных аминокислот у коров, получавших амидный жом составило в плазме крови 11,55±0,08 мг %, а в эритроцитах 29,66±0,21 мг %; у контрольных животных - аналогов, получавших обычный полноценный рацион, соответственно 13,08±0,28 мг % и 32,83±0,06 мг %.
Ключевые слова: свободные аминокислоты, эритроциты, плазма крови, сухостой, лактация, молозивный период.
DYNAMICS OF FREE AMINO ACIDS IN ERYTHROCYTES AND BLOOD PLASMA OF COWS WITH FULL FEEDING DURING PERIODS OF DEAD WOOD AND LACTATION
RYZHKOVA G.F.,
Doctor of Biological Sciences, Professor, Kursk State Agricultural Academy, e-mai: l rigkova_galina49@mail.ru.
YAROVAN N.I.,
Doctor of Biological Sciences, Professor, Oryol State University, e-mail: n.yarovan@yandex.ru.
KANUNNIKOVA TV.,
Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor,
Kursk State Agricultural Academy, e-mail: ranunnikova_tv67@mail.ru.
Essay. The article provides data on the content of free amino acids in red blood cells and blood plasma in to - and after the birth period. It was established that in the dry period associated with pregnancy, there is a significant decrease in the number of free amino acids: arginine, valine, methionine in blood plasma; Lizin, phenylalanine, alanine, valine and glutamic acid in red blood cells. During this period, the total amount of free amino acids in cows that received amid moom amounted to 11.55 ± 0.08 mg%in blood plasma, and in red blood cells 29.66 ± 0.21 mg%; In control animals - analogues that received a regular full diet, respectively, 13.08 ± 0.28 mg% and 32.83 ± 0.06 mg%.
Keywords: free amino acids, red blood cells, blood plasma, dry, lactation, colostrum.
Введение. Установлено, что для нормального течения тканевого биосинтеза белков необходим полный набор аминокислот. При недостатке какой-либо аминокислоты происходит гидролиз резервных белков и мобилизация этой кислоты для протеинового синтеза, что приводит к нерациональному использования остальных аминокислот, высвобожденных при распаде белков в тканях. В данном случае аминокислоты, не вошедшие в молекулы синтезируемых белков, распадаются до конечных продуктов или расходуются на непрямой синтез углеводов и жиров, что не выгодно для организма, особенно при дефиците белка в рационе. При этом может нарушиться биосинтез защитных белков, что приводит к снижению резистентности организма сельскохозяйственных животных. Кроме того, в практических условиях животноводства зарегистрированы случаи развития у животных болезней при дефиците в кормовых рационах тех аминокислот, из которых образуются витамины, пептиды и другие физиологически активные вещества Г1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 91.
Цель. Изучение содержания свободных аминокислот в эритроцитах и плазме крови коров в различные репродуктивные периоды с целью установления их межклеточного распределения, связанного с работой натриевого насоса, осуществляющего вторично активный транспорт аминокислот из среды с меньшей их концентрацией (например, внеклеточная жидкость) в среду с большей концентрацией (например, цитоплазма).
Материалы и методы исследования. Объектом исследования были коровы симментальской породы. Животных подбирали по принципу аналогов с учетом происхождения, массы тела, возраста и развития. Все животные находились в строго стереотипных условиях кормления и содержания при постоянном соблюдении распорядка дня и обеспечении необходимых условий. Кормление производилось в соответствии с нормами, рекомендованными ВИ-Жем. Оценка питательности кормов и балансирование производилось по таблицам М.Ф. Том-мэ (1963), А.П. Калашникова и Н.И. Клейменова (1985). Во время опытов осуществляли контроль за состоянием здоровья животных, вели наблюдение за приемом и поедаемостью корма, учитывали их реакцию на различные внешние раздражители.
Кровь для исследований брали у коров из яремной вены. При этом в сухостойный период (1 раз в месяц) на 3,5,10 и 15 дни после отела и в
период лактации ежемесячно. В качестве антикоагулянта применяли гепарин, который добавляли к пробам из расчета 4-6 единиц на 1 мл крови. Гепаринизированную кровь сразу же помещали в термос со льдом и через 15-20 минут доставляли в лабораторию, где проводили анализы.
Отделение эритроцитов от плазмы проводили путем центрифугирования в рефрежератор-ной центрифуге в течение 30 мин при 3000 оборотах. Эритроциты после отделения от плазмы неоднократно отмывали физиологическим раствором.
Содержание свободных аминокислот определяли методом ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе KLA-3B фирмы «Hitachi», а также методом нисходящей хроматографии на бумаге по Р.Х. Кармолиеву (1971) в модификации С.А. Левантовского (1973). Метод распределительной хроматографии характеризуется высокой точностью, в основе его лежит осаждение белка с помощью уксусной кислоты [4, 10, 11, 14].
Результаты исследования. Данные по содержанию свободных аминокислот приведены в таблицах 1 и 2, из которых следует, что в эритроцитах и плазме крови наиболее низкий их уровень отмечается в предродовой период. В плазме крови (таблица 1) сравнительно с первыми 3-5 днями послеродового периода наиболее значительна эта разница по метионину, ва-лину, лизину (Р< 0,01 фенилаланину, гистидину (Р<0,001), а также по заменимым аминокислотам: цистину, серину, глицину, тирозину и глу-таминовой кислоте (Р< 0,02 - 0,001).
Подобное различие в концентрации аминокислот сохраняется к 15 дню лактации. Однако математическая обработка показала, что достоверным оно будет только у лейцинов (Р< 0,01), гистидина (Р< 0,01), тирозина (Р< 0,02), глутаминовой кислоты (Р<0,02). По остальным аминокислотам - метионину, валину, треонину, аргинину, лизину, фенилаланину, цистину, серину - наблюдаемая разница в уровне аминокислот оказалась недостоверной (Р < 0,5; Р < 0,1; Р< 0,2).
В эритроцитах (таблица 2) из незаменимых аминокислот наиболее низкий уровень метио-нина (Р<0,01), валина (Р<0,05), треонина Р< 0,02), аргинина (Р<0,001), гистидина (Р< 0,02), лизина (Р<0,001), а из заменимых - аланина (Р <0,001), тирозина (Р <0,001), глутаминовой и аспарагиновой кислот (Р<0,05 и Р<0,01).
Таблица 1 - Содержание свободных аминокислот в плазме крови коров (п = 5) в до- и послеродовой периоды, мг%_
Аминокислоты Плазма (М ± m)
Сухостойный период Тослеродовой период (дни) Разгар лактации
3 5 10 15
Лизин 0,75 ± 0,11 1,00 + 0,02 1,16 + 0,06 0,90 + 0,05 0,80 + 0,05 0,65 + 0,04
Цистин 0,60 ± 0,06 0,83 + 0,05 0,92 + 0,07 0,84 + 0,04 0,75 + 0,07 0,75 + 0,04
Аспарагино-вая к-та 0,92 ± 0,14 1,79 + 0,04 1,78 + 0,05 1,55 + 0,05 1,45 + 0,05 1,54 + 0,17
Глицин 0,72 ± 0,05 1,15 + 0,04 1,14 + 0,08 0,83 + 0,03 0,99 + 0,04 0,80 + 0,05
Серин 0,52 ± 0,06 0,74 + 0,03 0,82 + 0,02 0,78 + 0,04 0,62 + 0,04 0,63 + 0,06
Фенилала-нин 0,61 ± 0,04 1,08 + 0,02 0,86 + 0,03 0,79 + 0,06 0,72 + 0,05 0,70 + 0,04
Лейцины 0,97 ± 0,06 1,46 + 0,04 1,74 + 0,04 1,61 + 0,04 1,45 + 0,04 1,51 + 0,11
Аланин 1,27 ± 0,11 2,32 + 0,02 1,95 + 0,07 1,59 + 0,05 2,14 + 0,02 1,77 + 0,10
Гистидин 0,60 ± 0,05 1,06 + 0,03 0,96 + 0,03 0,94 + 0,03 0,92 + 0,06 0,98 + 0,11
Аргинин 0,96 ± 0,08 1,52 + 0,03 1,17 + 0,03 0,87 + 0,03 0,94 + 0,03 1,01 + 0,13
Треонин 0,62 ± 0,03 1,16 + 0,03 0,87 + 0,02 0,67 + 0,04 0,77 + 0,05 0,71 + 0,04
Тирозин 0,98 ± 0,06 1,23 + 0,03 1,07 + 0,03 0,97 + 0,01 0,82 + 0,03 0,84 + 0,07
Валин 1,00 ± 0,07 1,64 + 0,09 1,55 + 0,12 1,43 + 0,14 1,24 + 0,13 1,07 + 0,07
Метионин 0,96 ± 0,05 1,63 + 0,06 1,47 + 0,06 1,15 + 0,04 0,99 + 0,06 1,15 + 0,08
Глутамино-вая к-та 0,67 ± 0,08 1,04 + 0,03 0,97 + 0,04 0,82 + 0,02 0,91 + 0,03 0,95 + 0,07
Сумма 13,08+ 0,28 19,65+ 0,04 18,38+ 0,05 15,74+ 0,04 13,49+ 0,05 15,06+ 0,08
Таблица 2 - Содержание свободных аминокислот в эритроцитах коров (п = 5) в до- и послеродовой периоды, мг%
Аминокислоты Эритроциты ( М + m )
Сухостойный период Послеродовой период (дни) Разгар
3 5 10 15 лактации
Лизин 1,87 + 0,10 2,28 + 0,06 2,43 + 0,04 2,59 + 0,09 2,71 + 0,07 1,86 + 0,15
Цистин 3,12 + 0,11 3,41 + 0,08 3,36 + 0,06 3,51 + 0,04 3,79 + 0,07 3,10 + 0,08
Аспарагино-вая к-та 3,07 + 0,21 3,38 + 0,04 3,50 + 0,04 3,75 + 0,09 3,82 + 0,04 2,87 + 0,21
Глицин 1,58 + 0,10 1,92 + 0,11 2,29 + 0,09 2,11 + 0,08 2,45 + 0,12 2,37 + 0,18
Серин 1,26 + 0,03 1,40 + 0,05 1,53 + 0,08 1,89 + 0,08 1,52 + 0,12 0,97 + 0,04
Фенилаланин 1,47 + 0,10 1,65 + 0,07 1,80 + 0,13 1,98 + 0,09 1,90 + 0,11 1,55 + 0,12
Лейцины 2,13 + 0,11 2,49 + 0,14 2,63 + 0,09 2,51 + 0,06 2,84 + 0,13 2,50 + 0,13
Аланин 2,96 + 0,02 3,47 + 0,07 3,69 + 0,10 3,88 + 0,10 3,97 + 0,13 3,10 + 0,21
Гистидин 2,48 + 0,14 2,80 + 0,08 2,85 + 0,05 3,00 + 0,15 3,31 + 0,16 1,71 + 0,22
Аргинин 2,10 + 0,24 2,52 + 0,09 2,48 + 0,11 2,69 + 0,07 2,81 + 0,09 1,76 + 0,25
Треонин 1,18 + 0,07 1,51 + 0,07 1,70 + 0,09 1,99 + 0,09 1,73 + 0,06 1,73 + 0,17
Тирозин 1,67 + 0,10 2,11 + 0,10 2,53 + 0,08 2,49 + 0,13 2,78 + 0,06 1,00 + 0,12
Валин 1,85 + 0,08 2,41 + 0,08 2,24 + 0,09 2,53 + 0,09 2,79 + 0,06 1,98 + 0,09
Метионин 2,50 + 0,14 2,03 + 0,07 3,13 + 0,06 3,54 + 0,10 3,30 + 0,09 2,60 + 0,28
Глутамино-вая к-та 1,61 + 0,13 1,93 + 0,07 2,36 + 0,06 2,51 + 0,08 2,33 + 0,06 1,82 + 0,21
Сумма 32,83 + 0,60 36,21+ 0,07 38,42+ 0,08 41,07 + 0,09 42,11+ 0,09 31,72+ 0,16
Таблица 3 - Динамика и распределение свободных аминокислот между эритроцитами и плазмой крови коров в молозивный период___
Периоды ис-следова-ния Плазма Эритроциты Коэф-фици-ент Q распре-деления аминокислот
Общее количество аминокислот Е мг% В том числе незаменимые аминокислоты Е мг% Ами-нокис-лот-ный индекс А/И Общее количество аминокислот Е мг% В том числе незаменимые аминокислоты Е мг% Ами-но-кислот-ный индекс А/И
Сухостойный период 13,08±0,28 6,47±0,07 0,98 32,83±0,60 15,58±0,12 0,90 2,50
Послеродовой период: 3 день 19,65±0,04 10,44±0,04 1,13 36,21±0,07 18,49±0,08 1,04 1,84
5 день 18,38±0,05 9,68±0,05 1,11 38,42±0,08 19,26±0,08 1,00 2,09
10 день 15,74±0,04 8,36±0,06 1,07 41,07±0,09 20,83±0,09 1,02 2,61
15 день 13,49±0,05 7,83±0,06 1,34 42,11±0,09 21,39±0,10 1,03 3,12
После отела (3-5 день) наблюдался рост уровня свободных аминокислот вначале в плазме, а затем в эритроцитах (10-15 день), что, по-видимому, связано с их перераспределением и накоплением в красных кровяных клетках для последующего использования в период наиболее интенсивной функции молочной железы, направленной на образование молозива, с последующим постепенным понижением их концентрации до 15 и 13 мг % к 10-15 дню до 41-42 мг %, соответственно.
При этом отмечается постепенное выравнивание общего количества аминокислот в плазме и приближение его к уровню, отмеченному в разгар лактации.
Аминокислотный индекс наиболее высоким был у тактирующих коров. Уменьшение его ниже единицы (0,98 в плазме и 0,90 в эритроцитах) имело место лишь в сухостойный период. В молозивный период он возрастал до 1,13 - 1,11 в плазме и до 1,04 - 1,00 в эритроцитах (таблица 3). В среднем он составлял 1,16 - в плазме и 1,02 - в эритроцитах. Наиболее низкое его значение в эритро-
цитах по сравнению с плазмой связано, по-видимому, с повышенным использованием незаменимых аминокислот всоответствующие периоды исследования и функцией красных кровяных клеток, как «подвижного депо» аминокислот в крови и, следовательно, некоторым уменьшением резерва аминокислот в организме в послеродовой период.
Выводы. Полученные нами данные по содержанию свободных аминокислот в эритроцитах и плазме крови показывают неравномерность их распределения между указанными элементами крови, а именно: содержание свободных аминокислот в эритроцитах значительно превышает их содержание в плазме: в сухостойный период в 2,5 раза, в молозивный период - почти в 2 раза, а к 15 дню лактации -более чем в 3 раза. Отсюда следует, что поглощение свободных аминокислот эритроцитами происходит против концентрационных градиентов. Не исключается, что противогра-диентное поглощение некоторых аминокислот эритроцитами коров может осуществляться № - зависимым транспортом [12, 13].
Список использованных источников
1. Буряков Н.П., Бурякова М.А. Рациональное кормление молочного скота. - М.: Изд-во РГАУ - МСХА, 2015. - 314 с.
2. Организация полноценного кормления высокопродуктивных коров: рекомендации / В.М. Косолапов, Н.Г. Григорьев и др. - М.: ФГУ РЦСК, 2008. -59 с.
3. Кулинцев В.В. Незаменимые аминокислоты в кормлении молодняка сельскохозяйственных животных. - М.: Изд-во РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2011. -169 с.
4. Пат. 2478949, Российская Федерация, МПК G 01 N № 30/06, G 01 N№2 33/50. Способ подготовки пробы плазмы крови крупного рогатого скота для определения состава свободных
аминокислот / В.Г. Рядчиков, А.П. Радуль, О.Г. Шляхова; Кубанский государственный аграрный университет. - № 2011135088/15; заяв. 22.08.2011; опуб.10.04.13, бюл. №10.
5. Обмен веществ, здоровье и продуктивность коров при разном уровне в рационе концентратов в переходный период / В.Г. Рядчиков, О.Г. Шляхова, Д.П. Дубинина, Т.А. Сень // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/05/pdf/08.pdf.
6. Рядчиков В.Г., Шляхова О.Г. Аминокислотный обмен у коров в переходный период при балансировании рационов по обменному белку и усвояемым аминокислотам // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http: //ej.kubagro.ru/2014/02/pdf/ 19.pdf.
7. Шляхова О.Г. Динамика свободных аминокислот плазмы крови коров в переходный период и пик лактации. - Текст: электронный // Сборник научных трудов Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства.- Кубанский ГАУ, 2014. - С. 74-78. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22763570.
8. Шляхова О.Г. Белковое питание высокопродуктивных коров в переходный период: монография. — Краснодар: КубГАУ, 2019. — 139 с. - URL: https://elanbook.com/book/223946.
9. Чернышев Н.И., Панин И.Г., Шумский Н.И. Кормовые факторы и обмен веществ. - Воронеж: Изд-во ООО «РИА « ПРОспект», 2007. -188 с.
10. Samarzija J., Hinton B. Fromter E. Electrophysiological analisis of rat renal sugar and amino acid transport /Pflugers Arch. - 1982. - 393. - N 2. - Р.190-197.
11. Sharma G, Attn SV, Behra B, Bhisikar S, Kumar P, Tageja M, Sharda S, Singhi P, Singhi S. Analysis of 26 amino acids in human plasma by HPLC using AQC as derivatizing agent and its application in metabolic laboratory. Amino Acids. 2014 May;46(5):1253-63.
12. Wasim M, Awan fR, Khan HN, Tawab A, Iqbal M, Ayesha H. Aminoacidopathies: Prevalence, Etiology, Screening, and Treatment Options. Biochem Genet. 2018 Apr; 56(1-2): 7-21.
13. Whooler K.P., Christensen H.N. Rolo of Na+ the transport of amino acide in rabbit red cells/ -G.Biol. Chom. vol. 242. - № 7. - 1967. - 1450.
14. Ziegler J, Abel S. Analysis of amino acids by HPLC/electrospray negative ion tandem mass spectrometry using 9-fluorenylmethoxycarbonyl chloride (Fmoc-Cl) derivatization. Amino Acids. 2014 Dec; 46(12):2799-808.
Spisok ispol'zovannyh istochnikov
1. Buryakov N.P., Buryakova M.A. Racional'noe kormlenie molochnogo skota. - M.: Izd-vo RGAU - MSKHA, 2015. - 314 s.
2. Organizaciya polnocennogo kormleniya vysokoproduktivnyh korov: rekomendacii / V.M. Kosolapov, N.G. Grigor'ev i dr. - M.: FGU RCSK, 2008. - 59 s.
3. Kulincev V.V. Nezamenimye aminokisloty v kormlenii molodnyaka sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh. - M.: Izd-vo RGAU-MSKHA imeni K.A. Timiryazeva, 2011. -169 s.
4. Pat. 2478949, Rossijskaya Federaciya, MPK G 01 N № 30/06, G 01 N№ 33/50. Sposob pod-gotovki proby plazmy krovi krupnogo rogatogo skota dlya opredeleniya sostava svobodnyh aminokislot / V. G. Ryadchikov, A. P. Radul', O. G. SHlyahova; Kubanskij gosudarstvennyj agrarnyj universitet. - № 2011135088/15; zayav. 22.08.2011; opub.10.04.13, byul. №10.
5. Obmen veshchestv, zdorov'e i produktivnost' korov pri raznom urovne v racione koncen-tratov v perekhodnyj period / V.G. Ryadchikov, O.G. SHlyahova, D.P. Dubinina, T.A. Sen' // Poli-tematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal KubGAU [Elektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http://ej.kubagro.ru/2012/05/pdf/08.pdf.
6. Ryadchikov V.G., SHlyahova O.G. Aminokislotnyj obmen u korov v perekhodnyj period pri balansirovanii racionov po obmennomu belku i usvoyaemym aminokislotam // Politematicheskij setevoj elektronnyj nauchnyj zhurnal KubGAU [Elektronnyj resurs]. - Rezhim dostupa: http: //ej.kubagro.ru/2014/02/pdf/ 19.pdf.
7. SHlyahova O.G. Dinamika svobodnyh aminokislot plazmy krovi korov v perekhodnyj period i pik laktacii. - Tekst: elektronnyj // Sbornik nauchnyh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta zhivotnovodstva.- Kubanskij GAU,2014. - S. 74-78. - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=22763570.
8. SHlyahova O.G. Belkovoe pitanie vysokoproduktivnyh korov v perekhodnyj period: mo-nografiya. — Krasnodar: KubGAU, 2019. — 139 s. URL: https://elanbook.com/book/223946.
9. CHernyshev N.I., Panin I.G., SHumskij N.I. Kormovye faktory i obmen veshchestv. - Voronezh: Izd-vo OOO «RIA « PROspekt», 2007. -188 s.
10. Samarzija J., Hinton B. Fromter E. Electrophysiological analisis of rat renal sugar and amino acid transport /Pflugers Arch. - 1982. - 393. - N 2. - P.190-197.
11. Sharma G, Attri SV, Behra B, Bhisikar S, Kumar P, Tageja M, Sharda S, Singhi P, Singhi S. Analysis of 26 amino acids in human plasma by HPLC using AQC as derivatizing agent and its application in metabolic laboratory. Amino Acids. 2014 May; 46(5):1253-63.
12. Wasim M, Awan FR, Khan HN, Tawab A, Iqbal M, Ayesha H. Aminoacidopathies: Prevalence, Etiology, Screening, and Treatment Options. Biochem Genet. 2018 Apr; 56(1-2): 7-21.
13. Whooler K.P., Christensen H.N. Rolo of Na+ the transport of amino acide in rabbit red cells/ -G.Biol. Chom. vol. 242. - № 7. - 1967. - 1450.
14. Ziegler J, Abel S. Analysis of amino acids by HPLC/electrospray negative ion tandem mass spectrometry using 9-fluorenylmethoxycarbonyl chloride (Fmoc-Cl) derivatization. Amino Acids. 2014 Dec; 46(12):2799-808.
