CC BY
28
УДК 636.4:546.76
1скра Р.Я., к.с.-г.н., с.н.с., докторант © 1нститут б1ологИ'тваринНААН
ОСОБЛИВОСТ1 ПРОЦЕС1В ПЕРОКСИДНОГО ОКИСНЕННЯ Л1П1Д1В ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ ОРГАН13МУ СВИНОМАТОК I ПОРОСЯТ ЗА ВНЕСЕНИЯ ДО РАЦЮНУ НЕ0РГАН1ЧН01 СПОЛУКИ
ХРОМУ
Досл1джували особливост1 процеав перекисного окиснення лгпгдгв та активност1 ензиматично'г ланки антиоксидантног системы в кров\ поросних свиноматок г новонароджених поросят за умов внесения до рацюну хром хлориду в кглькостг 300 мкг ~/кг корму. Встановлено зниження вмгсту г1дропероксид1в лгпгдгв, ТБК-активних продуктгв г втам1ну Е та зростання супероксиддисмутазног та каталазног активност1 за дп хром хлориду в критичш фгзгологгчнг перюдиутримання свиноматок г поросят.
Ключое1 слова: г/дропероксиди лгпгдгв, ТБК-активт продукти, супероксиддисмутаза, каталаза.
3 настанням ваптност1 тварин на р1зних И етапах вщбуваються морфолопчш, ф1зюлопчш та бюх1м1чш змши у функцюнуванш !х оргашзму. Для свиней ваптшсть е ф1зюлопчним стресором, у такому сташ у тварин штенсифжуються процеси перекисного окиснення лшвдв (ПОЛ). Р1вень переб1гу процеав ПОЛ { функцюнальний стан антиоксидантно! системи (АОС) значною м1рою визначаеться вмютом Оксигену в пов1тр1, яке вдихае тварина, та внутр1кл1тинною гшокаею тканин оргашзму, що виникае за ваптност1 й супроводжуеться прискоренням окислювально-вщновних реакцш. У новонароджених поросят при переход! на легеневе дихання вщбуваеться активащя процеЫв ПОЛ у р1зних тканинах. Складна багатоланкова антиоксидантна система е важливим фактором пщтримки постшност1 внутршнього середовища оргашзму, особливо за умов ваптност1 та народження. Вважають, що вшьнорадикальш реакцп, яю у незначнш кшькост1 протжають в оргашзм1 у норм1, впливають на структуру та проникшсть бюлопчних мембран, процеси кл1тинного метабол1зму та забезпечують нормальну життед1яльшсть кл1тин. Розбалансування у систем! ПОЛ та АОС лежить в основ! розвитку р1зномаштних патолопчних процеЫв ваптних та новонароджених [1].
У збереженш ваптност1 свиноматок та життездатност1 поросят провщну роль вадграють бюлопчно-активш речовини, що мютяться в кормах. На даний час особливого значения, як бюстимулятора антиоксидантних процеЫв в оргашзм1 тварин, набуло застосування сполук Хрому (Сг3+). Вщомо, що Сг3+ може проявляти подвшш властивост1 - як антиоксиданта, так \ прооксиданта, що пояснюеться його участю в окисно-вщновних процесах. Реакци сполук
°1скраР.Я., 2012
33
Хрому з пероксидами лшвдв, ймов1рно, вщповвдальш за ïx здатшсть знижувати pißeHb пероксидного окиснення лшвдв [2]. KpiM цього, дослщження показали, що Cr3+ вдаграе важливу роль у пщтримщ нормального р1вня глюкози в кров1, зниженш р1вня холестеролу i триглщерол1в у плазм^ шпбуванш оксидативного стресу та секрецп запальних цитоюшв [3].
Однак, мехашзми змш штенсивност1 ПОЛ i активност1 АОС, що вщображають стан компенсаторно-пристосувальних реакцш оргашзму свиней за дп Хрому вивчеш недостатньо.
Тому метою дослщжень було з'ясувати мехашзми впливу Хрому на штенсившсть протжання оксидативного стресу у ваптних свиноматок i новонароджених поросят та оцшити стан АОС за цих процеав.
Матер1али та методи дослщжень. Дослщ проведено на двох групах свиноматок велико! бшо1 породи за умов нормовано! год1влг Свиноматкам 1-oï групи (контрольно!) згодовували стандартний комбжорм, який забезпечував ïx потребу в основних елементах живлення, з вшьним доступом до води. Тваринам 2-oï групи (дослщно!) за два тижш до опоросу згодовували аналопчний комбжорм з добавкою хром хлориду в кшькост1 300 мкг Сг3+/кг корму протягом 45 дшв. Поросят вщлучали ввд свиноматок у 30-ти добовому Biu;i. Матер1алом для дослщження служила кров свиноматок, яку отримували за 15 i 5 д1б до опоросу та на 5- i 20-ту добу теля опоросу, а також на 3-тю добу теля вщлучення поросят. Кров поросят отримували у 5-, 20- i 33-ох добовому Biu;i. У кров! визначали bmîct г1дропероксид1в лшвдв, ТБК-активних продукив, в!там!ну Е, супер оксиддисмутазну та катал азну актившеть за загальноприйнятими методами дослщжень [4]. Одержан! цифров1 даш опрацьовували статистично за допомогою програми Microsoft EXCEL.
Результати дослщжень. Дослщженнями процешв ПОЛ у свиноматок пщ час дп стресових фактор1в - опоросу та вщлучення поросят було встановлено збшьшення вмкту гщропероксид1в лшдав у плазм1 KpoBÎ свиноматок контрольно! групи. Однак, вже на 20-ту добу теля опоросу свиноматок bmîct гщропероксид1в у ïx KpoBÎ знижуеться (р<0,002), пор1вняно з 5-ою добою теля опоросу. У той же час, пщвищений bmîct гщропероксид1в у кров! за 5 д1б до- та 5 д1б теля опоросу за дп хром хлориду в1рогщно знижуеться у свиноматок, вщповщно на 40,0% (р<0,01) i 29,2% (р<0,01).
На 3-тю добу теля вщлучення у свиноматок дослщно! групи в1рогщно пщвищений bmîct г1дропероксид1в (р<0,01) у плазм1 ïx KpoBÎ за дп хром хлориду знижуеться на 31,1% (р<0,05).
У зв'язку Î3 високою концентращею Оксигену у кл1тинах новонароджених поросят зростае реакцшна здатшсть лшщних радикал1в до перетворення на лшопероксидт радикали, як1 у свою чергу реагують i3 новими молекулами полшенасичених жирних кислот i3 утворенням г1дропероксид1в, що зумовлюе високий ïx bmîct на 5-ту добу теля народження в KpoBÎ поросят. Проте, внаслщок ф1з1олог1чного зменшення молочно! продуктивное^ свиноматок на 20-22-гу доби та збшьшення потреб поросят у поживних речовинах з bîkom на rai зниженого колострального захисту - цей перюд життя
34
поросят, а також перюд !х вщлучення вщ свиноматок е критичними. Очевидно, саме тому в щ перюди вщбуваеться в1рогщне пщвищення вм1сту гщропероксид1в (р<0,025-0,05) у кров1 поросят. Проте, за Хрому, який надходить ¿з молоком свиноматок в оргатзм поросят дослщно! групи, вмют гщропероксид1в в плазм1 1х кров1 знижуеться на 20-ту добу життя на 26,0% (р<0,01).
Таблиця 1
Вмкт продукпв nOJ у плазм! Kpoßi свиноматок i поросят (М±ш)
Свиноматки, п=3 Поросята, п=5
Перюд дослщжень контроль ДОСЩЦ контроль досад
Гщропероксиди лтщш, АД48и/мл
за 15 даб до опоросу 0,83±0,08 0,90±0,04
за 5 даб до опоросу 1,00±0,06 0,60±0,01**
5 даб nie ля опоросу (народж) 1,20±0,05 0,85±0,03** 1,00±0,06 1,14±0,10
20 даб теля опоросу (народж.) 0,65±0,05** 0,43±0,13 1,23±0,05* 0,91±0,07**
3 доба теля вщлучення 0,90±0,02** 0,62±0,08* 1,54±0,11* 1,20±0,18
ТБК-активш продукти, нмоль/мл
за 15 даб до опоросу 1,96±0,14 1,54±0,12
за 5 даб до опоросу 1,93±0,07 1,40±0,11*
5 даб теля опоросу (народж.) 2,54±0,18* 1,27±0,06** 1,80±0,27 1,50±0,09
20 даб теля опоросу (народж.) 2,33±0,20 2,04±0,03 2,00±0,13 1,96±0,06
3 доба теля вщлучення 3,26±0,14* 2,60±0,18* 4,22±0,08~" 3,59±0,18*
Примгтка у цт i наступят таблицi: 1) eipozidni ргзницг показнитв тварин дослгдних груп, nopiemno до контрольно!: * -р<0,05, ** -р<0,01, *** -р<0,001;
2) в1рог1дт р1зниц1 показниюе тварин контрольних груп пор1вняно до попереднъого ежового перюду: * -р<0,05, ** -р<0,01, *** -р<0,001.
Вмют юнцевих метаболтв ПОЛ - ТБК-активних продукт1в у кров1 свиноматок контрольно! групи пщвищуеться на 5 добу теля опоросу (р<0,05) та на 3 добу теля вщлучення (р<0,025), що евщчить про посилення прооксидантних процеав в оргашзм1 у щ перюди (табл. 1). У той же час за дп хром хлориду вщбуваеться зниження вмкту ТБК-активних продукт1в у плазм1 кров1 свиноматок дослщно! групи за 5 д1б до- (на 27,5%, р<0,025) I на 5-ту добу теля опоросу (на 50,0%, р<0,01), а також на 3-тю добу теля вщлучення (на 20,2%, р<0,05) пор1вняно до контрольно! групи.
У поросят пщвищений вмкт ТБК-активних продукпв (р<0,001) на 3 добу теля вщлучення вщ свиноматок за ди Хрому знижуеться на 14,9% (р<0,025) пор1вняно до контролю.
Дослщжуючи функцюнальний стан системи АОЗ в оргашзм1 контрольних свиноматок виявлено зростання супероксиддисмутазно! активное^ в гемол1затах пщ час опоросу та вщлучення. У контрольних поросят у перш! доби теля народження також спостер1гаеться висока активтеть СОД, яка вже на 20 добу життя в1рогщно знижуеться (р<0,025). Слщ вказати, що збiльшeння вмюту продукпв ПОЛ в кров! свиноматок I поросят у критичш перюди онтогенезу корелюе ¿з пщвищенням супероксиддисмутазно! активносп в гемол1затах 1х еритроципв (табл. 1, 2).
За умов згодовування хром хлориду свиноматкам було виявлено зростання супероксиддисмутазно! активное^ в гемол1затах на 20 добу теля
35
опоросу на 66,7% (р<0,05) та на 34,8% - у гемол1затах поросят (р<0,025). Кр1м цього, теля вщлучення у кров1 поросят за ди хром хлориду актившеть ензиму зростала на 36,4% (р<0,025).
Таблиця 2
Показники антиоксидантно'1 системи в кров1 свиноматок 1 поросят (М±ш)
Перюд дослщжень Свиноматки, п=3 Поросята, п=5
контроль ДОСЛЩ контроль дослщ
СОД, ум. од./мг протеТну
за 15 даб до опоросу 0,40±0,07 0,42±0,04
за 5 даб до опоросу 0,38±0,02 0,47±0,04
5 даб nie ля опоросу (народж) 0,46±0,02* 0,48±0,03 0,33±0,03 0,29±0,02
20 даб теля опоросу (народж.) 0,27±0,03** 0,45±0,05* 0,23±0,02* 0,31±0,02*
3 доби теля вщлучення 0,42±0,04* 0,45±0,04 0,22±0,02 0,30±0,02*
Каталаза, ммоль/хв-мг бшка
за 15 даб до опоросу 0,62±0,08 0,78±0,09
за 5 даб до опоросу 0,78±0,09 0,83±0,12
5 даб nie ля опоросу (народж.) 0,91±0,05 1,16±0,06* 0,82±0,11 0,90±0,08
20 даб теля опоросу (народж.) 0,71±0,09 0,69±0,02 0,87±0,08 0,83±0,08
3 доби теля вщлучення 0,47±0,07 0,48±0,07 0,66±0,04* 0,92±0,05**
BiTaMiH Е, мкг/мл
за 15 даб до опоросу 1,28±0,12 1,41±0,15
за 5 даб до опоросу 1,37±0,08 1,87±0,12*
5 даб nie ля опоросу (народж.) 3,67±0,21™ 2,83±0,19* 2,76±0,66 2,37±0,26
20 даб теля опоросу (народж.) 1,54±0,14** 2,15±0,16* 2,09±0,26 2,25±0,32
3 доби теля вщлучення 2,69±0,22* 1,44±0,10** 2,25±0,20 1,87±0,16
За хром хлориду встановлено зростання каталазно! активное^ в гемол1затах свиноматок на 5 добу теля опоросу на 27,5% (р<0,05) та в гемол1затах поросят на 3 добу теля вщлучення на 39,4% (р<0,01) стосовно тварин контрольно! групи (табл. 2). Однак, слщ вщм1тити, що в цей в1ковий перюд каталазна актившеть у гемол1затах поросят контрольно! групи була в1рогщно знижена (р<0,05).
Висока актившеть ензим1в антиоксидантного захисту у свиней в критичш перюди онтогенезу, очевидно, зумовлена посиленням прооксидантних процеЫв у щ перюди, що пщтверджуеться пщвищенням р1вня продукт1в ПОЛ \ компенсаторною активащею АОС. Антиоксидантна система запоб1гае надм1рному накопиченню продукт1в пероксидаци та пщтримуе оргашзм в стабшьному ф1зюлопчному стат. Пщвищення активное^ супероксиддисмутази та каталази в еритроцитах кров1 свиноматок \ поросят за впливу Хрому можна пояснити стимулюючою його д1ею на ензиматичну ланку системи антиоксидантного захисту через шеулш. Кр1м цього, вважають, що р1вень активное^ внутр1шньокл1тинних ензиматичних антиоксидантних систем генетично детермшований, а надм1рне накопичення в кл1тинах супероксидного анюн-радикала або гщрогену перекису супроводжуеться депреЫею дшянок геному, вщповщального за актившеть внутр1шньокл1тинних ензимних антиоксидантних систем [5]. За ди Хрому, очевидно, вщбуваеться пщеилення транскрипци дослщжуваних антиоксидантних ензим1в, що пщтверджуеться пщвищення !х активности
36
Важливу роль у процесах АОЗ вадграе а-токоферол - в!тамш Е. Головна його мембранопротекторна антиоксидантна функщя полягае у тому, що вш завдяки наявност! в молекул! лабшьного атома Пдрогену взаемод1е з пероксидними радикалами лшвдв, вщновлюючи !х у гщропероксиди \ перериваючи, таким чином, ланцюгову реакцш пероксидаци [6].
Що стосуеться концентраци в!тамшу Е в плазм! кров! свиноматок, то за дп хром хлориду спостер1гаеться р1зна динамжа його вмкту залежно вщ перюду дослщжень. Так, у критичш перюди в оргашзм! контрольних свиноматок виявлено в1рогщне зростання вмюту в!тамшу Е на 5-ту добу теля опоросу (р<0,001) та на 3 добу теля вщлучення поросят (р<0,025). Проте, за дп хром хлориду його р1вень у кров! дослщних тварин у щ перюди в1рог1дно знижуеться (р<0,05-0,01). У той же час за 5 д1б до опоросу та на 20 добу теля опоросу вмют в1тамшу Е в плазм1 кров1 свиноматок за д1! хром хлориду пщвищуеться, в1дпов1дно, на 36,5% (р<0,05) { 39,6% (р<0,05). Тод1 як у кров1 поросят в1рогщних зм1н концентрац11 в1там1ну Е за дп Хрому впродовж усього досл1джуваного пер1оду не встановлено (табл. 2). Щ дан1 можуть вказувати на незавершешеть формування ф1з1олог1чних механ1зм1в метабол1чно1 в1дпов1д1 в орган1зм1 поросят на дш Хрому в цей в1ковий пер1од.
Досл1дженнями ¿нших автор1в [7] було виявлено зб1льшення в сироватщ кров1 концентрац11 в1там1ну Е та зменшення ТБК-активних продукт1в за умов додаткового згодовування хрому { в1тамшу С курчатам бройлерам при високш температур! довк!лля.
Таким чином, проведен! експериментальш досл!дження св!дчать про коригуючий вплив хром хлориду на стан антиоксидантного захисту в орган!зм! свиноматок ! новонароджених поросят у критичш ф!з!олог!чн! та технолог!чн! пер!оди.
Висновки:
1. За умов внесения до рацюну свиноматок хром хлориду в кшькост! 300 мкг Сг3+/кг корму вмют г!дропероксид!в ! ТБК-активних продуклв в плазм! !х кров! знижуеться на 5-ту добу до- та теля опоросу, а також на 3-тю добу п!сля в!длучення поросят, що евщчить про ¿нг!бування прооксидантних процес!в в критичн! пер!оди - ваптност!, род!в свиноматок та вщлучення поросят за дп Хрому.
2. За дп Хрому, який надходить ¿з молоком свиноматок у плазм! кров! поросят знижуеться вмкт гщропероксид!в на 20-ту добу життя, а ТБК-активних продукив - на 3-тю добу теля вщлучення вщ свиноматок, що евщчить про послабления впливу оксидативного стресу в орган!зм! новонароджених.
3. За умов згодовування хром хлориду свиноматкам в кшькост! 300 мкг Сг/кг комбжорму зростае супероксиддисмутазна та каталазна активн!сть в гемол!затах свиноматок ! поросят в окрем! критичн! пер!оди, що вказуе на стимулюючий вплив Хрому на ензиматичну ланку системи антиоксидантного захисту через шеулш та п!дсилення транскрипц!! антиоксидантних ензим!в.
4. Вм!ст в!там!ну Е в плазм! кров! свиноматок на 5-ту добу теля опоросу та на 3-тю добу теля вщлучення поросят за дп хром хлориду
37
знижуеться, проте, на 5 добу до- та 20-ту добу шсля опоросу вмкт в1тамшу Е в плазм1 кров! пщвищуеться.
Л1тература
1. Imbalance of pro-oxidants-antioxidants in blood of pregnant women with pregnancy induced hypertension / [W. Pyska, A. Klejewski, J. Karolkiewicz et al] // Ginekol. Pol. - 2002. - Vol.73, №1. - P.14-18.
2. Antioxidant effects of chromium supplementation with type 2 diabetes mellitus and euglycemic subjects / H. H. Cheng, M. H. Lai, W. C. Hou [et al] // J. Agric. Food Chem. - 2004. - V. 52. - P. 1385-1389.
3. Jain S. K. High glucose and ketosis (acetoacetate) increases, and chromium niacinate decreases, IL-6, IL-8, and MCP-1 secretion and oxidative stress in U937 monocytes / S.K. Jain, J.L. Rains, J.L. Croad // Antioxid Redox Signal. - 2007. - V. 9. -P.1581-1590.
4. Ф1зюлого-бюх1м1чт методи дослщжень у бюлогп, тваринництв1 та ветеринарнш медицин!: довщник / [Вл1зло В. В., Федорук Р. С., Макар I. А. та 1н]. - Льв1в: ВМС, 2004. - 400 с.
5. Взаимосвязь окислительного фосфорилирования и ПОЛ/ Л. Ф. Дмитриев, Л. Н. Давлетшина, И. И. Иванов [и др] // Биол. мембраны. -1985. -Т. 2, № 8. - С. 795-799.
6. Иванов И.И. Молекулярные механизмы действия токоферолов в биологических мембранах / Иванов И.И., Тарусов Б.Н. // Свободнорадикальное окисление липидов в норме и патологии. - М.: Наука, 1976. - С.105-108.
7. Sahina K. Effects of chromium, and ascorbic acid supplementation on growth, carcass traits, serum metabolites, and antioxidant status of broiler chickens reared at a high ambient temperature (32°C) / K. Sahina, N. Sahinb, O. Kucuka // Nutr. Res. - 2003. - V. 23(2). - P. 225-238.
Summary
FEATURES OF LIPID PEROXIDATION AND ANTIOXIDANT
DEFENSE OF ORGANISM OF SOWS AND PIGS FOR ADDITION TO THE DIET INORGANIC COMPOUNDS CHROMIUM.
Studied features of lipid peroxidation and enzyme activity level of antioxidant system in pregnant sows, sows and newborn piglets, subject to chromium chloride in the diet of 300 fig Cr3+/ kg feed. The decrease in content lipid hydroperoxide and TBA-active products and vitamin E and increase superoxide dismutases and catalase activity for the actions of chromium chloride in critical physiological periods sows and piglets.
Key words: lipid hydroperoxide, TBA-active products, superoxide dismutase, catalase.
Рецензент - д.вет.н., професор Гуфрш Д.Ф.
38
