CC BY
20
УДК 578: 597.2/.5
ОСОБЕННОСТИ СОСТОЯНИЯ АНТИОКСИДАНТНОЙ
СИСТЕМЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ РАДУЖНОЙ ФОРЕЛИ
(ОКСОЯНТОСНТО МУКК8) ПРИ нфицировании ^у
Л. П. ДРАГАН
Институт рыбного хозяйства Национальной академии аграрных наук, г. Киев, Украина, 03164
(Поступила в редакцию 01.02.2015)
Введение. Инфекционный панкреатический некроз (1РЫ) относится к одному из самых распространенных заболеваний, которое приносит большой ущерб рыбоводству. Возбудитель этого заболевания - вирус инфекционного панкреатического некроза (ГРЫУ), который принадлежит к роду Aquabirnavirus семьи Birnaviridae [1, 2]. Естественным хозяином вируса 1РЫ являются лососевые рыбы. Вирус распространен по всему миру, он может вызывать эпизоотии, результатом которых являются огромные расходы в инкубаторах мальков лососевых рыб. Вирус способствует некротическому поражению поджелудочной железы, а также провоцирует оксидативный стресс, усиливая тем самым процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ).
Анализ источников. Известно, что баланс образования и расходы перекисей и других продуктов окисления может нарушаться при развитии патологического процесса, а метаболиты перекисей накапливаются в тканях и биологических жидкостях. Это приводит к существенным изменениям в первую очередь в биологических мембранах. Следствием активизации ПОЛ может быть изменение физико-химических свойств мембранных белков и липидов, изменение активности мем-бранно-связанных ферментов, нарушение проницаемости мембран, уменьшение электрической стабильности липидного слоя.
Изучение закономерностей развития реакций перекисного окисления липидов и изменений в системе антиоксидантной защиты, призванной ограничивать интенсивность процессов ПОЛ, имеет важное диагностическое и прогностическое значение [3, 4].
Данные научной литературы о состоянии антиоксидантной системы и интенсивности ПОЛ в организме лососевых рыб при вирусных инфекциях практически отсутствуют, отдельные работы не дают полного представления о влиянии вируса инфекционного некроза подже-
62
лудочной железы на особенности перекисного окисления липидов и активность антирадикальной защиты в органах и тканях рыб.
Цель работы - исследовать биохимические изменения в организме сеголетки радужной форели в динамике развития инфекционного панкреатического некроза. Полученные результаты являются актуальными и необходимыми для оценки состояния здоровья рыб.
Материалы и методика исследований. Для исследований использовали сеголеток радужной форели. Опыты по искусственному инфицированию рыб исследовали в лабораторных условиях в емкостях объемом 40 дм3 при температуре воды 12 °С. Для биопробы были сформированы две группы сеголеток радужной форели (O. mykiss) - опытная и контрольная - в количестве 10 экз. в каждой массой до 15 г. Заражение вирусом IPN проводили методом внутрибрюшинной инъекции. Для биохимических исследований использовали сыворотку крови рыб. Кровь брали с хвостовой вены рыбы на 3-й, 12-й и 22-й день после инфицирования вирусом. В сыворотке крови определяли состояние перекисного окисления липидов (ПОЛ) по уровню диеновых конъюгатов (ДК) [5] и малонового диальде-гида (МДА) [6]. Состояние антиоксидантной защиты (АО) определяли по активности АО ферментов - супероксиддисмутазы (СОД) [7] и каталазы [8]. Полученные результаты статистически обрабатывали с помощью компьютерных программ «Statistica» для Windows.
Результаты исследований и их обсуждение. Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют, что по содержанию диеновых конъюгатов в сыворотке крови исследуемого вида рыб обнаружены существенные изменения (рисунок).
250 200
к g
р- 150 i о
if 100 о
^ 50 0
3 12 22
период после инфицирования (дни)
□ ДК □ МДА □ СОД □ каталаза
Р и с. Содержание биохимических показателей ПОЛ в сыворотке крови сеголеток радужной форели, инфицированных IPNV, (контроль - 100 %); достоверно относительно контроля; Р <0,05.
63
ГЬ-
1 Jil
Так, в начальный период заболевания установлено увеличение ДК на 33 % относительно контроля. В середине инфекционного периода выявлено снижение ДК на 12 % а в конце - повышение на 49 % относительно контрольных значений. Следует отметить, что в начальный период вирусного поражения в сыворотке крови рыб установлено снижение МДА на 22 % относительно контрольного показателя, и в отличие от показателей диеновых конъюгатов, в дальнейшем повышение содержания малонового диальдегида происходило более интенсивно. В частности, в середине инфекционного периода на 76 %, а в конце на 2,4 раза соответственно относительно контрольных показателей. Полученные результаты согласуются с данными других исследователей, показавших изменение (повышение и понижение) отдельных ферментов у рыб, обитающих в условиях антропогенной нагрузки и в опытах [4, 9]. Накопление избытка одного из конечных молекулярных продуктов перекисного образования (МДА) указывает на то, что длительное воздействие вируса 1РЫ приводит к сдвигу окислительно-восстановительного баланса, нарушению регуляции процессов перекисного окисления липидов и окислительному стрессу, свидетельствуя об ответной защитной реакции организма на физиолого-биохимическом уровне на действие стрессорного неспецифического для организма фактора.
В антиоксидантной системе защиты, которая контролирует и блокирует все этапы свободнорадикальных реакций, начиная от их инициации и заканчивая образованием гидроперекисей и малонового диаль-дегида, также относят ферменты: антиоксидантной защиты: СОД, ка-талазу, глутатионредуктазу, глутатионпероксидазу и глутатионтранс-феразу, а также низко- и высокомолекулярные соединения, которые содержат тиольные- и селеногрупы, в частности цистеин, цистин, глу-татион витамины Е, С и другие. [10, 11].
СОД является важным регулятором окислительного гомеостаза клетки, одним из компонентов физиологической антиоксидантной системы защиты организма, роль которой становится значимой при различных свободнорадикальных патологических состояниях [12, 13]. Фермент катализирует реакцию обезвреживания супероксидных радикалов (О |) путем их дисмутации с образованием менее реакционно
способных молекул перекиси водорода и синглентного кислорода [12, 14]. СОД единственная среди наиболее активных антиоксидантных ферментов непосредственно обеспечивает блокировку цепей оксиген-зависимых свободнорадикальных реакций в клетках.
Учитывая современные представления о ведущей роли СОД, в метаболизме активных форм кислорода и существенный вклад супероксидных радикалов в индукцию и развитие оксидативного стресса, нами проводились исследования активности цитоплазматической - СОД в сыворотке крови инфицированной вирусом ГРМ сеголеток радужной форели.
В условиях нашего эксперимента в сыворотке крови исследуемого вида рыб, инфицированных вирусом 1РМ, был установлен рост суперо-ксиддисмутазной активности в начале вирусного поражения рыб на 6 % по сравнению с контрольным показателем, свидетельствующий об эффективности энзиматической системы защиты для поддержания окислительно - антиоксидантного гомеостаза в ответ на усиленную генерацию активных форм кислорода. Полученные результаты коррелируют с результатами соответствующих исследователей, установивших закономерности изменений в активности данного фермента в крови клинически здоровых двухлеток карпа и их аналогов, пораженных ассоциированной формой краснухи [13, 15].
Данные повышения активности СОД на начальном этапе инфицирования можно расценивать как реакцию антиоксидантной системы в ответ на увеличение в клетках концентрации супероксидного анион радикала, поскольку известно, что изменение активности СОД тесно связано с содержанием о§.
Известно, что биосинтез внутриклеточных ферментов антиокислительной системы является генетически детерминированным, а обусловленное действием стрессового фактора рост концентрации активных форм кислорода приводит к прямому нарушению структурной организации молекулы ДНК и, как следствие, к активации транскрипции ряда генов, среди которых и гены отдельных компонентов антиоксидантной системы. Подобный принцип регуляции наиболее детально исследован на бактериальных клетках [14].
Определение активности СОД в сыворотке крови форели в середине и конце инфекционного периода показало снижение активности СОД на 11 и 17 % соответственно относительно контрольных значений.
Подобная динамика активности СОД в условиях нашего эксперимента может быть объяснена регуляторными эффекторами проявления активности этого фермента. Регуляция активности СОД осуществляется всей многокомпонентной редокс-системой клетки. Интермедиаты окислительно-восстановительного метаболизма (МАОРИ-зависимые редокс-цепи митохондрий, эндоплазматического ретикулума), которые
65
являются генераторами о§, могут выполнять двойную роль: активировать синтез энзима в условиях роста концентрации доноров электронов или подавлять его активность в случае накопления акцепторов [12, 14].
Таким образом, полученные результаты указывают, что при действии вируса инфекционного панкреатического некроза 1РЫ сеголеток радужной форели происходит нарушение в функционировании фермента супероксиддисмутазы - важного звена антиоксидантной защиты организма, которое обеспечивает регуляцию свободнорадикальных процессов клеточного метаболизма. Снижение активности СОД в сыворотке крови исследуемого вида рыб можно рассматривать как проявление определенного истощения антиоксидантной системы защиты организма вследствие постепенного повреждения ее компонентов свободными радикалами и продуктами ПОЛ [12].
Ведущая роль в защите клеток от окислительной нагрузки принадлежит каталазе, которая утилизирует перекись водорода (Н2О2), а ее активность указывает на значимый вклад в развитие перекисных процессов в организме. Исследование активности каталазы в сыворотке крови сеголеток радужной форели в условиях инфицирования вирусом 1РЫ показали существенные отличия от контрольных значений. Так, установлено повышение ферментативной активности каталазы в сыворотке крови форели - в начальный период на 4 % от контрольных значений, в середине инфицированного периода на 5 %, а в конце активность фермента была выше контрольного показателя на 24 %, что свидетельствует об интенсификации процесса образования в сыворотке крови перекиси водорода, чрезмерную активацию свободнорадикаль-ных реакций, связанную с накоплением перекисных продуктов.
Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при развитии вирусной инфекции происходит накопление продуктов пероксидации в сыворотке крови радужной форели и, как следствие, увеличивается содержание свободнорадикальных соединений, что в свою очередь приводит к стрессу и развитию патологического процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Б а р а б о й, В. А. Стресс: природа, биологическая роль, механизмы, исходы / В. А. Барабой- К: Фитоцентр, - 2006. - 424 с.
2. Б е л е н i ч е в, I. Ф. Антиоксидантна система захисту оргашзму / I. Ф. Белешчев, Е. Л. Левицький, Ю. Л. Губський // Сучасш проблеми токсикологи - 2002. - № 3. - С. 25-30.
3. В л а д и м и р о в, Ю. А. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю. А. Владимиров, А. И. Арчаков. - М.: Наука, - 1972. - 252 с.
4. Г о л о в и н а, Н. А. Ихтиопатология / Н. А. Головина, О. Н. Бауер. - М: Мир, -2007. - 448 с.
5. Д р а г а н, Л. П. Влияние вируса инфекционного панкреатического некроза на процессы перекисного окисления липидов в печени рыб / Л. П. Драган // Материалы Международной конференции «Актуальные вопросы рыбного хозяйства и аквакультуры бассейнов южных морей России» Ростов на Дону, - 2014. - С. 28-31.
6. Д р а г а н, Л. П. Состояние антиоксидантной системы карпа (Cyprinus carpió) при инфицировании вирусом весенней виремии / Л. П. Драган, Н. Н. Матвиенко // Международный научно-исследовательский журнал. - Екатеринбург, - 2014. - № 6 (25). - Ч. 1. - С. 26-27.
7. Д у б и н и н а, Е. Е. Активность и изоферментный спектр супероксиддисмутазы эритроцитов / Е. Е. Дубинина, Л. Ф. Сальникова // Лабораторное дело. - 1983. - N° 10 - С. 30-33.
8. З е н к о в, Н. К. Окислительный стресс. Биохимический и патологический аспекты / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б Меньшикова. - М.: МАИК, - 2001. - 343 с.
9. К о р а б е й н и к о в а, С. Н. Модификация выделения продуктов перекисного окисления липидов в реакции с ТБК / С. Н. Корабейникова // Лабораторное дело. - 1989. -№ 7. - С. 8-9.
10. К о р о л ю к, М. А. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк, И. Г. Майорова, В. Е. Токарев // Лаборное. дело. - 1988. - № 1 - С. 16-18.
11. П е т р о в а, Г. В. Витамин Е и апоптоз / Г. В. Петрова, А. А. Капралов, Г. В. До-нченко // Укр. бюх1м.журн. - 2003. - Т. 75. - № 6. - С. 25-34.
12. Р е ц к и й, М. И. Значение антиоксидантного статуса в адаптивной гетерогенности и иммунологической резистентности животных / М. И. Рецкий, В. С. Бузлама,
A. Г. Шахов // Ветеринарная патология. - 2003. - № 2. - С. 63-65.
13. С т а л ь н а я, И. Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирних кислот / И. Д. Стальная // Современные методы в биохимии / под ред.
B. Н. Ореховича. - М.: Медицина, - 1977. - С. 63-64.
14. Т у ш н и ц ь к а, Н. Й. 1мунний статус коропа при захворюванш асоцшованою формою краснухи / Н. Й. Тушницька, Н. М. Матвieнко, В. Г. Янович // Бюлопя тварин. -2006. - Т. 8. - № 1-2. - С. 251-254.
15. A h n e, W. Studies on the transmission of infectious pancreatic necrosis virus via eyed eggs and sexual products of salmonid fish / W. Ahne, R. D. Negele // In: Ellis, A.E. (Ed.), Fish and Shellfish Pathology. London: Academic Press, - 1985. - Р. 262-270.
УДК 636.087.7:636.087.416
СТИМУЛЯЦИЯ ЕСТЕСТВЕННОЙ РЕЗИСТЕНТНОСТИ РЕМОНТНОГО МОЛОДНЯКА КУР ПРИРОДНОЙ АМИНОКИСЛОТОЙ
И. Б. ИЗМАЙЛОВИЧ УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская обл., Республика Беларусь, 213407
M. В. ЛИС
«Университет сельского хозяйства в Кракове», г. Краков, Польша, 30-059
(Поступила в редакцию 31.01.2015) 67
