CC BY
9
DOI 10.31588/2413-4201-1883-247-3-6-10
УДК 619:612.15
ИЗМЕНЕНИЕ БЕЛКОВО-АЗОТИСТОГО ОБМЕНА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВОДНОГО РАСТВОРА ФУЛЛЕРЕНА Сбо
Алексеев А.А. - аспирант, Пудовкин Н.А. - д.б.н., доцент, Салаутин В.В. - д.вет.н., профессор
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет
им. Н.И. Вавилова»
Ключевые слова: фуллерен С60, белково-азотистый обмен, глутамин, мочевина, орнитин, аммиак
Keywords: fullerene C60, protein-nitrogen metabolism, glutamine, urea, ornithine, ammonia
Печень обладает высоким уровнем метаболизма и выполняет множество функций, включая детоксикацию компонентов крови, поступающих из пищеварительного тракта, выработку желчи для улучшения пищеварения, метаболизм углеводов, липидов, белков и лекарств, баланс рН крови, синтез белков плазмы, гликогена и липидов [1].
Одной из функций печени является участие в белково-азотистом обмене, в обмене глюкозы и конвертации различных источников энергии в глюкозу (глюконеогенез), а также синтез многих белков плазмы крови (процессы кроветворения). Данный орган, являясь крупным в организме животных, служит фильтром при содержании в крови избыточного количества гормонов, витаминов и медиаторов, а также участвует при выведении токсичных продуктов обмена веществ (азот- и
углеродсодержащие группы веществ) [4].
Интенсивное развитие ветеринарной медицины ставит перед научными работниками и практикующими ветеринарными специалистами задачи по разработке мер предупреждения заболеваний, предотвращения рецидивов, а также комплексного, научно
обоснованного и эффективного
фармакологического воздействия на организм больных животных. Одним из таких веществ является фуллерен С60, он активно применяется в ветеринарной медицине и оказывает положительное влияние на функции гепатоцитов,
способствует восстановлению обменных процессов в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), улучшая метаболические и окислительно-восстановительные процессы в организме, снижая воспалительный и фиброзирующий процессы в печени [3].
При таких заболеваниях печени, как цирроз, вирусный и хронический гепатит, применение фуллерена С60 ускоряет нормализацию концентрации билирубина в сыворотке крови, активности трансаминаз, показателей реакции взрывного преобразования лимфоцитов,
стимулируемых тканевыми антигенными тканями печени и селезенки, сокращает время циркуляции специфических гуморальных антител и антигенов вируса гепатита В, снижает тяжесть общих симптомов заболевания [1, 3].
Цель работы - изучение изменений белково-азотистого обмена у лабораторных животных под действием водных растворов фуллерена С60.
Материал и методы
исследований. Исследования проводились в лаборатории кафедры «Морфология, патология животных и биология» ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова».
Для исследований были
сформированы 3 группы белых крыс линии Wistar, массой тела 180-200 г, возрастом 3 мес. Животных подбирали в группы по принципу аналогов по 6 в каждой.
Первая группа служила контролем. Водный раствор фуллерена С60 вводили в дозе 5 мл на (по ДВ 5мг/кг) 1 кг массы тела
(2 группа животных). Также вводили соединение на основе водного раствора фуллерена Сбо, включающего в себя водный раствор фуллерена Сбо, Ь-карнозина и янтарной кислоты в следующем соотношении компонентов, мас./мг: водный раствор фуллерена Сбо, стабилизированный плуроником F-127 -5 мл (5 мг по ДВ), L-карнозин - 50 мг, янтарная кислота - 50 мг на 1 кг массы тела (3 группа). Изучаемые соединения вводили внутримышечно, однократно.
Декапитацию животных проводили на 7-е сутки в соответствии с Европейской директивой по защите животных,
используемых в научных целях Определение биохимических показателей осуществляли на анализаторе IDEXX Catalist (США) [7].
Цифровой материал подвергался статистической обработке с вычислением критерия Стьюдента на персональном компьютере с использованием стандартной программы вариационной статистики Microsoft Excel.
Результат исследований. Первым этапом наших исследований было изучение показателей азотистого обмена. Результаты исследований представлены в таблице 1.
Показатель Контроль (1 группа) 2 группа 3 группа
Общий белок, г/л 77,54±0,18 87,54±2,34* 89,54±1,47*
Мочевина, ммоль /л 7,77±0,12 7,90±0,14 8,54±0,32*
Глутамин, мкмоль/л 0,03±0,002 0,02±0,001* 0,02±0,00*2
Аммиак, мкмоль/л 0,10±0,005 0,12±0,002* 0,11±0,001*
Орнитин, мкмоль/л 5,62±0,12 6,85±0,13* 6,84±0,12*
Таблица 1 - Показатели белково-азотистого обмена лабораторных животных
Примечание: достоверность различий относительно контрольных животных: * - р<0,05
Сравнивая полученные результаты с контрольными значениями, установлено, что происходит повышение концентрации общего белка в крови лабораторных животных на 12,9 % (2 группа) и 15,5 % (3 группа), относительно контроля.
Уровень мочевины у контрольных белых крыс составил 7,77±0,12 моль/л. После введения изучаемых соединений концентрация мочевины была выше контрольных значений у животных 2 и 3 групп на 1,7 и 9,9 %, соответственно.
Мочевина - это небольшая органическая молекула, содержащая две амино (КН2) группы и связанную карбамильную (СО) группу. Это главный азотистый конечный продукт катаболизма белков и аминокислот. Белки сначала разлагаются до составляющих
аминокислот, которые, в свою очередь, разлагаются (дезаминируются) с образованием токсичного аммиака (КНз) [2].
Повышенный катаболизм белка и, как следствие, повышенный синтез мочевины объясняет, по крайней мере,
частично, повышенное содержание мочевины в плазме, которое сопровождает состояния, связанные с инфекциями [2].
Содержание глутамина, после введения изучаемых соединений, в крови у животных 2 и 3 группы, понизилось на 33,3 %, относительно контрольных значений (0,03±0,002 мкмоль/л).
Глутамин является самой распространенной и универсальной аминокислотой в организме и имеет фундаментальное значение для промежуточного метаболизма,
межорганического обмена азота посредством транспорта аммиака (КН3) между тканями и гомеостаза рН. Почти в каждой клетке глутамин можно использовать в качестве субстрата для синтеза нуклеотидов (пуринов,
пиримидинов и аминосахаров),
никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФН), антиоксидантов и многих других биосинтетических путей, участвующих в поддержании целостности и функции клеток [6].
Уровень аммиака в крови повысился
у животных 2 группы (+20,0 %) и у животных 3 группы (+10,0 %), относительно животных 1 группы. Аммиак - это вещество содержащее азот, которое обычно выводится с мочой. Повышение уровня аммиака в крови является неблагоприятным признаком, так как это чрезмерное накопление аммиака в крови. Повышенный уровень аммиака в крови возникает, когда почки или печень не работают должным образом, позволяя продуктам обмена оставаться в кровотоке. Аммиак, как и многие другие продукты метаболизма в организме, могут быть токсичными для клеток [5].
Изменение содержания орнитина в сыворотке крови под влиянием изучаемых соединений наблюдалось у животных 2 и 3 групп от 21,7 до 21,8 %, относительно контрольных животных. Орнитин - один из промежуточных метаболитов цикла
мочевины, который не входит в состав природных белков [6]. Скорее, он образуется в цитозоле из аргинина и должен транспортироваться в
митохондрии, где он используется в качестве субстрата для фермента орнитинтранскарбамилазы для
образования цитруллина. Избыток орнитина катаболизируется двумя ферментами: орнитин-5-
аминотрансферазой, которая является митохондриальным ферментом и превращает орнитин в предшественник пролина, и орнитиндекарбоксилазой, которая находится в цитозоле и превращает орнитин в путресцин.
В таблице 2 представлены особенности белкового обмена в организме белых крыс, получавших водные растворы фуллерена С60 (Таблица 2).
Таблица 2 - Показатели белкового обмена белых крыс, (г/л)
№ п/п Показатель Контроль (1 группа) 2 группа 3 группа
1 Общий белок 77,54±0,18 84,24±0,26* 85,35±1,44*
2 Альбумины 30,75±0,23 34,30±0,55* 35,87±0,84*
3 Глобулины
а-глобулины 19,66±0,20 19,30±0,14 20,00±0,43
Р-глобулины 18,82±0,34 20,83±0,24* 20,14±0,18
у-глобулины 8,37±0,08 9,77±0,23* 9,52±0,19*
Примечание: достоверность различий относительно контрольных животных: * - р<0,05
Установлено, что концентрация общего белка у больных животных повысилась на 8,6 % (2 группа) и 10,1 % (3 группа), по отношению к здоровым животным. Другие исследованные показатели белкового обмена, также изменялись. Так, например, содержание в крови альбуминов, как у животных 2 группы, так и 3 группы повысилось на 8,6 % (34,30±0,55 г/л) и 10,1 % (35,87±0,84 г/л), относительно контрольного значения.
Печень производит все белки, за исключением белков, синтезируемых иммунной системой (называемых гаммаглобулинами или
иммуноглобулинами). Это достигается путем повторной сборки аминокислот в белок. Основной белок, вырабатываемый печенью, называется альбумином [2].
Нормальный альбумин в кровотоке важен для многих физиологических функций. Одна из этих функций включает нормальное поддержание давления жидкости в артериях и венах. Когда уровень белка падает ниже определенного уровня, жидкость из этих сосудов может вытекать и скапливаться в брюшной или грудной полостях.
Концентрации глобулина в сыворотке включают фракции альфа, бета и гамма глобулина на основе электрофоретического фракционирования белков. Белки острой фазы, комплемент и фибриноген мигрируют в альфа- и бета-фракциях, а иммуноглобулины, мигрируют во фракции гамма-глобулина. Их содержание у животных второй и третьей группы повысилось на 16,7 и 13,7 %
соответственно, по сравнению с контролем. В то же время концентрация а-глобулинов у животных достоверно не изменилась.
Концентрация Р-глобулинов у животных второй и третьей групп оказалась выше, чем у контрольных животных на 10,7 и 7 % соответственно.
Заключение. После введения изучаемых соединений мы наблюдали изменение показателей белко-азотистого обмена, которое выражалось в повышении уровня общего белка, мочевины, аммиака и мочевины в сыворотке крови белых крыс. Однако произошло снижение
концентрации глутамина. Также установлено изменение содержания в сыворотке крови альбуминов на 8,6-10,1 % и глобулинов на 6-6,5 %. Полученные результаты свидетельствуют о
положительном влиянии растворов фуллеренов Сбо на организм животных.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Жерлицын, С.Н. Обзор встречаемости и классификация основных заболеваний печени у животных / С.Н. Жерлицын // Международный научно-исследовательский журнал. - 2о1б. - № 2 (44). - С 40-42.
2. Зирук, И.В. Активность ферментов печени при введении в рацион свиней минеральной добавки / И.В. Зирук, Е.О. Чечеткина, В.В. Салаутин, О.В. Федотова, М.П. Симонова // Вестник
ветеринарии. - 2013. - № 4 (67). - С. 50-51.
3. Пиотровский, Л.Б. Фуллерены в биологии / Л.Б. Пиотровский, О.И. Киселев. - СПб.: Росток, 2006. - 336 с.
4. Прохорова, Т.М., Изменение поведения и показателей билирубина у лабораторных крыс при хроническом токсическом гепатите / Т.М. Прохорова,
A.А. Алексеев // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии имени В.Р. Филиппова. - 2020. -№ 1 (58). - С. 121-126.
5. Пудовкин, Н.А., Влияние различных стресс-факторов на свободнорадикальное окисление липидов и поведение белых крыс / Н.А. Пудовкин,
B.В. Салаутин, Т.М. Прохорова //Актуальные вопросы ветеринарной биологии. - 2017. - № 3 (35). - С. 3-7.
6. Смутнев, П.В. Влияние химио- и пробиотических препаратов на белково-азотистый обмен и глюконеогенную функцию печени кроликов, больных эймериозом / П.В. Смутнев// дис. ... канд. в ет . наук: 03.00.19 - Саратов, 2009. - 140 с.
7. Directive 2010/63/EU of the European Parliament and of the Council of 22 September 2010 on the protection of animals used for scientific purposes (Text with EEA relevance): European Commission: Brussels. -2010. - P. 47. - https://eur-ex . europa.eu/LexUriS erv/LexUriServ.do?uri= 0J:L:2010:276:0033:0079:en:PDF
ИЗМЕНЕНИЕ БЕЛКОВО-АЗОТИСТОГО ОБМЕНА У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВОДНОГО РАСТВОРА ФУЛЛЕРЕНА Сб0
Алексеев А.А., Пудовкин Н.А., Салаутин В.В.
Резюме
Активное применение фуллерена Сбо в ветеринарной медицине оказывает положительное влияние на функции гепатоцитов, способствует восстановлению обменных процессов в ЖКТ, улучшая метаболические и окислительно-восстановительные процессы в организме, снижая воспалительный и фиброзирующий процессы в печени. Целью работы явилось изучение белково-азотистого обмена у лабораторных животных под действием водных растворов фуллерена С60. Для исследований были сформированы 3 группы белых крыс. Установлено, что после введения изучаемых соединений наблюдались изменения показателей белко-азотистого обмена, которые выражались в повышении уровня общего белка, аммиака и мочевины в сыворотке крови белых крыс. Однако произошло снижение концентрации глутамина. Также установлено изменение содержания в сыворотке крови альбуминов от 8,6 до 10,1 % и глобулинов от 6 до 6,5 %. Полученные результаты свидетельствуют о положительном влиянии растворов фуллеренов С60 на организм животных. CHANGES IN PROTEIN-NITROGEN METABOLISM IN LABORATORY ANIMALS UNDER THE ACTION OF AN AQUEOUS SOLUTION OF FULLERENE C60
Alekseev A.A., Pudovkin N.A., Salautin V.V.
Summary
The active use of fullerene C60 in veterinary medicine has a positive effect on the functions of hepatocytes, promotes the restoration of metabolic processes in the gastrointestinal tract, improving metabolic and redox processes in the body, reducing inflammatory and fibrosing processes in the liver. The aim of the work was to change the protein-nitrogen metabolism in laboratory animals under the action of an aqueous solution of fullerene C60. For the research, 3 groups of white rats were formed. It was found that after the introduction of the studied compounds, we observed changes in the parameters of protein-nitrogen metabolism, which were expressed in an increase in the level of total protein, urea, ammonia and urea in the blood serum of white rats. However, there was a decrease in the concentration of glutamine. The change in the content of albumins in the blood serum by 8.610.1 % and globulins by 6-6.5 % was also found. The results obtained indicate a positive effect of C60 fullerene solutions on the animal body.
