Научная статья на тему 'Пероксидация липидов и антиоксидантная система защиты организма коров зарубежной селекции на фоне применения «Хитозана»'

Пероксидация липидов и антиоксидантная система защиты организма коров зарубежной селекции на фоне применения «Хитозана» Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
181
31
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КОРОВЫ ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ / НОВЫЕ ЭКОЛОГО-ХОЗЯЙСТВЕННЫЕ УСЛОВИЯ / ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ОРГАНИЗМА / ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ / АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС / "ХИТОЗАН" / COWS OF FOREIGN SELECTION / NEW ECOLOGICAL-ECONOMIC CONDITIONS / FUNCTIONAL STRAIN OF THE ORGANISM / LIPID PEROXIDATION / ANTIOXIDANT STATUS / "CHITOSAN"

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г., Шкуратова И.А.

В условиях интенсивного ведения животноводства актуальными становятся вопросы реализации биоресурсного потенциала коров молочного направления продуктивности, главным образом за счет импорта крупного рогатого скота из-за рубежа. В новых эколого-хозяйственных условиях животные испытывают воздействие различных стресс-факторов. Одним из механизмов проявления стресс-реакций являются усиление свободно-радикального окисления и истощение антиоксидантной системы защиты организма коров зарубежной селекции. В статье представлены результаты исследований интенсивности процессов перекисного окисления липидов и состояния системы антиоксидант-ной защиты организма коров зарубежной селекции, содержащихся в новых эколого-хозяйственных условиях Южного Урала, а также коррекции их антиоксидантного статуса природным биополимером «Хитозаном». Установлено, что для организма опытных коров характерны липотропный эффект стресса и активация перекисного окисления липидов, проявляющиеся повышением концентрации общих липидов, липопротеидов и концентрации малонового диальдегида, на фоне снижения уровня церулоплазмина и повышения активности каталазы, что требует своевременной коррекции выявленных изменений. Результаты проведенных исследований показали, что у коров, получавших дополнительно к основному рациону «Хитозан» с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81%, угнетается наблюдавшийся жиромобилизующий эффект. На фоне применения «Хитозана» снижение концентрации малонового диальдегида на 32,40% (60-й день) сопровождалось значительным повышением уровня содержания церулоплазмина на 22,38%. «Хитозан», обладая способностью улавливать активные формы кислорода, выполняет роль антиоксиданта широкого спектра действия, что подтверждается достоверным снижением каталазного числа до 4,23 ± 0,04 мкмоль H 2O 2 при исходном уровне 5,45 ± 0,07 мкмоль H 2O 2. «Хитозан» обладает антиоксидантными, гиполипидемическими и антихолестеринемическими свойствами, что подтверждается установленной взаимосвязью между малоновым диальдегидом и церулоплазмином, снижением уровня холестерола.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Таирова А.Р., Мухамедьярова Л.Г., Шкуратова И.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE LIPID PEROXIDATION AND ANTIOXIDANT DEFENSE SYSTEM OF THE ORGANISM OF COWS OF FOREIGN SELECTION DURING OF THE APPLICATION OF «CHITOSAN»

In conditions of intensive livestock breeding topical issues of implementation of bioresource potential of cows and dairy productivity, mainly due to the import of cattle from abroad become actual. In the new ecological-economic conditions the animals are exposed to various stress factors. One of the mechanisms of manifestation of stress reactions is the intensification of free-radical oxidation and depletion of the antioxidant system of the body's defence in cows of foreign selection. The article presents the results of studies on the intensity of processes of lipid peroxidation and the status of antioxidant defense system of the organism of cows of foreign selection kept in the new ecological-economic conditions of the Southern Urals and correction of their antioxidant status with the natural biopolymer «Chitosan». It is established lipotropic effect of stress and activation of lipid peroxidation is typical for the organisms of experienced cows characteristic, which is manifested by increased concentrations of total lipids, lipoproteins and the concentration of malondialdehyde, the decline of the level of ceruloplasmin and increased catalase activity, which requires the timely correction of identified changes. The results of these studies showed that cows fed in addition to the basic diet with «Chitosan» with a molecular mass of 120 kDa and a deacetylation 81%, oppressed observed fat-mobilizing effect. During the application of «Chitosan» the reduction of concentration of malondialdehyde in 32.40% (60 day) was accompanied by a significant increase in the content of ceruloplasmin on 22.38%. «Chitosan», being able to capture the active forms of oxygen, acts as antioxidant, broad-spectrum, as evidenced by a significant decrease in catalase numbers up to 4.23 ± 0.04 μmol H 2O 2 at an initial level of 5.45 ± 0.07 μmol H 2O 2. «Chitosan» possesses antioxidant, hypolipidemic and anticholesterolemic pro 2per 2ties, as evidenced by the established rela 2tio 2nship between malonic dialdehyde and ceruloplasmin reduction of cholesterol level.

Текст научной работы на тему «Пероксидация липидов и антиоксидантная система защиты организма коров зарубежной селекции на фоне применения «Хитозана»»

333^»- Аграрный вестник Урала № 8 (138), 2015 г. - <^JJf^ ^ф^

Ветеринария

УДК 636.2:612.015.32]:636.087.7

ПЕРОКСИДАЦИЯ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОРГАНИЗМА КОРОВ ЗАРУБЕЖНОЙ СЕЛЕКЦИИ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ «ХИТОЗАНА»

А. Р. ТАИРОВА,

доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой, Л. Г. МУХАМЕДЬЯРОВА,

кандидат биологических наук, доцент, Уральская государственная академия ветеринарной медицины

(457100, Челябинская область, г. Троицк, ул. Гагарина, д. 13; тел.: 89080561688; e-mail: muhamedyarovaliliya@mail.ru),

И. А. ШКУРАТОВА,

доктор ветеринарных наук, профессор, директор, Уральский научно-исследовательский ветеринарный институт

(620142, г. Екатеринбург, ул. Белинского, д. 112а; тел.: 8 (343) 257-20-44; e-mail: info@urnivi.ru)

Ключевые слова: коровы зарубежной селекции, новые эколого-хозяйственные условия, функциональное напряжение организма, перекисное окисление липидов, антиоксидантный статус, «Хитозан».

В условиях интенсивного ведения животноводства актуальными становятся вопросы реализации биоресурсного потенциала коров молочного направления продуктивности, главным образом за счет импорта крупного рогатого скота из-за рубежа. В новых эколого-хозяйственных условиях животные испытывают воздействие различных стресс-факторов. Одним из механизмов проявления стресс-реакций являются усиление свободно-радикального окисления и истощение антиоксидантной системы защиты организма коров зарубежной селекции. В статье представлены результаты исследований интенсивности процессов перекисного окисления липидов и состояния системы антиоксидант-ной защиты организма коров зарубежной селекции, содержащихся в новых эколого-хозяйственных условиях Южного Урала, а также коррекции их антиоксидантного статуса природным биополимером - «Хитозаном». Установлено, что для организма опытных коров характерны липотропный эффект стресса и активация перекисного окисления липидов, проявляющиеся повышением концентрации общих липидов, липопротеидов и концентрации малонового диальдегида, на фоне снижения уровня церулоплазмина и повышения активности каталазы, что требует своевременной коррекции выявленных изменений. Результаты проведенных исследований показали, что у коров, получавших дополнительно к основному рациону «Хитозан» с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирования 81 %, угнетается наблюдавшийся жиромобилизующий эффект. На фоне применения «Хитозана» снижение концентрации малонового диальдегида на 32,40 % (60-й день) сопровождалось значительным повышением уровня содержания церулоплазмина на 22,38 %. «Хитозан», обладая способностью улавливать активные формы кислорода, выполняет роль антиоксиданта широкого спектра действия, что подтверждается достоверным снижением каталазного числа до 4,23 ± 0,04 мкмоль H2O2 при исходном уровне 5,45 ± 0,07 мкмоль H2O2. «Хитозан» обладает антиоксидантными, гиполипидемическими и антихолестеринемическими свойствами, что подтверждается установленной взаимосвязью между малоновым диаль-дегидом и церулоплазмином, снижением уровня холестерола.

THE LIPID PEROXIDATION AND ANTIOXIDANT DEFENSE SYSTEM OF THE ORGANISM OF COWS OF FOREIGN SELECTION DURING OF THE APPLICATION OF «CHITOSAN»

A. R. TAIROVA,

doctor of biological sciences, professor, head of the department, L. G. MUHAMEDYAROVA,

candidate of biological sciences, associate professor, Ural State Academy of Veterinary Medicine

(13 Gagarin Str., 457100, Chelyabinsk region, Troitsk; tel.: 89080561688; e-mail: muhamedyarovaliliya@mail.ru),

I. A. SHKURATOVA,

doctor of veterinary sciences, professor, Ural Scientific Research Veterinary Institute

(112a Belinsky Str., 620142, Ekaterinburg; tel.: +7 (343) 257-20-44; e-mail:info@urnivi.ru)

Keywords: cows of foreign selection, new ecological-economic conditions, functional strain of the organism, lipid peroxidation, antioxidant status, litosan».

In conditions of intensive livestock breeding topical issues of implementation of bioresource potential of cows and dairy productivity, mainly due to the import of cattle from abroad become actual. In the new ecological-economic conditions the animals are exposed to various stress factors. One of the mechanisms of manifestation of stress reactions is the intensification of free-radical oxidation and depletion of the antioxidant system of the body's defence in cows of foreign selection. The article presents the results of studies on the intensity of processes of lipid peroxidation and the status of antioxidant defense system of the organism of cows of foreign selection kept in the new ecological-economic conditions of the Southern Urals and correction of their antioxidant status with the natural biopolymer - «Chitosan». It is established lipotropic effect of stress and activation of lipid peroxidation is typical for the organisms of experienced cows characteristic, which is manifested by increased concentrations of total lipids, lipoproteins and the concentration of malondialdehyde, the decline of the level of ceruloplasmin and increased catalase activity, which requires the timely correction of identified changes. The results of these studies showed that cows fed in addition to the basic diet with «Chitosan» with a molecular mass of 120 kDa and a deacetylation 81 %, oppressed observed fat-mobilizing effect. During the application of «Chitosan» the reduction of concentration of malondialdehyde in 32.40 % (60 day) was accompanied by a significant increase in the content of ceruloplasmin on 22.38 %. «Chitosan», being able to capture the active forms of oxygen, acts as antioxidant, broad-spectrum, as evidenced by a significant decrease in catalase numbers up to 4.23 ± 0.04 ^mol H^O2 at an initial level of 5.45 ± 0.07 ^mol H2O2. «Chitosan» possesses antioxidant, hypolipidemic and anticholesterolemic properties, as evidenced by the established relatio nship between malonic dialdehyde and ceruloplasmin reduction of cholesterol level.

Положительная рецензия представлена А. М. Гертманом, доктором ветеринарных наук, профессором, заведующим кафедрой диагностики и терапии животных Уральской государственной академии ветеринарной медицины.

Аграрный вестник Урала № 8 (138), 2015 г. - <

Ветеринария

В последние годы в молочном животноводстве России наблюдается выраженная тенденция к разведению крупного рогатого скота зарубежной селекции, отличающегося высокой молочной продуктивностью, но относительно низкой физиоло-го-биохимической устойчивостью. В новых эколо-го-хозяйственных условиях у животных отмечается чрезмерное функциональное напряжение организма, проявляющееся в первую очередь через изменения со стороны биохимического статуса, что сказывается на здоровье, воспроизводстве и продуктивности ввезенных животных [5]. Отклонение основных физиологических функций настолько велико, что ставится под угрозу взаимная согласованность всех систем организма, возникает стрессовая ситуация. Одним из механизмов проявления стресс-реакций выступают усиление свободно-радикального окисления и истощение антиоксидантной системы защиты организма животного, что приводит к дополнительным нарушениям физиолого-биохимического гомеостаза, снижению продуктивности и сроков хозяйственного использования.

Избыточная активация процессов свободнора-дикального окисления является универсальным неспецифическим звеном механизма развития различных патологических состояний организма, что требует своевременной коррекции этих нарушений препаратами, прежде всего, природного происхождения. Особое внимание уделяется препаратам анти-оксидантного действия природного происхождения, характеризующимся высокой биодоступностью и экологической безопасностью [3, 4]. К числу таких препаратов относят «Хитозан» - природный биополимер полисахаридной природы, получаемый из панцирей ракообразных.

Цель и методика исследований. Целью работы стало изучение интенсивности процессов перекис-ного окисления липидов и состояния системы анти-оксидантной защиты организма коров зарубежной селекции, содержащихся в новых эколого-хозяй-ственных условиях Южного Урала, и путей профилактики и коррекции их антиоксидантного статуса.

Исследования проводили на базе ООО «Ясные Поляны» Троицкого района Челябинской области на коровах симментальской породы австрийской селекции.

На первом этапе для изучения интенсивности процессов перекисного окисления липидов и состояния системы антиоксидантной защиты организма коров по принципу пар-аналогов была сформирована группа коров из 10 голов с массой тела 500-550 кг.

При определении состояния здоровья коров из числа биохимических показателей в цельной крови определяли малоновый диальдегид - модифицированным методом Э. Н. Коробейниковой; активность

каталазы - методом перманганатометрии по Баху и Зубковой. В сыворотке крови общие липиды и це-рулоплазмин выявляли методом колориметрии; холе-стерол - по реакции Либермана - Бурхарда в модификации Илька; Р-липопротеиды - методом колориметрии по Бурштейну.

Результаты проведенных исследований по изучению состояния здоровья коров зарубежной селекции позволили установить, что для организма исследуемых коров характерны липотропный эффект стресса и активация перекисного окисления липидов, проявляющиеся повышением концентрации общих ли-пидов в 1,33 раза (Су - 13,88 %); Р-липопротеидов -на 21,38 % и концентрации малонового диальдеги-да - в 1,59 раза (Су - 15,19 %), на фоне снижения в 3,44 раза уровня содержания основного антиокси-данта сыворотки крови - церулоплазмина, защищающего клеточные мембраны от повреждающего действия свободных радикалов, и повышения активности каталазы, составляющей первую линию защиты от свободных радикалов, в 1,25 раза.

На втором этапе с целью коррекции антиокси-дантного статуса были сформированы две группы коров по 10 голов в каждой. I группа служила контролем и получала основной рацион хозяйства; II группа - опытная - дополнительно к основному рациону получала «Хитозан» кислоторастворимый с молекулярной массой 120 кДа и степенью деацетилирова-ния 81 % из расчета 2 мл/кг массы тела животного однократно в течение двух пятидневных курсов с интервалом пять дней. Кровь для исследований брали на 10, 30 и 60-й дни исследований.

Результаты исследований. Анализ проведенных исследований показал, что применение «Хитоза-на» оказало положительное влияние на показатели липидного обмена и активность антиоксидантной защиты организма коров в условиях повышенной стрессогенности природной среды. Так, на протяжении всего опыта у коров контрольной группы концентрация общих липидов в среднем составила 6,53 ± 0,15 г/л, в то время как у коров, получавших «Хитозан», отмечены существенные изменения в динамике общих липидов, сопровождающиеся постепенным снижением их концентрации (табл. 1).

Содержание общих липидов было ниже фоновых величин на 8,57 (р < 0,05), 11,42 (р < 0,05) и 23,45 % (р < 0,01) соответственно на 10, 30 и 60-й дни научно-производственного опыта. По сравнению с контролем снижение концентрации общих липидов составило 9,11 % (р < 0,05), 7,09 % (р < 0,05) и 21,45 % (р < 0,01) соответственно по срокам наблюдений. Введение препарата способствовало значительным изменениям в содержании Ь-липопротеидов, уровень содержания которых к концу опыта составил 6,12 ± 0,13 г/л против 7,54 ± 0,11 г/л в контроле.

» - Аграрный вестник Урала № 8 (138), 2015 г. - <§9ф

Ветеринария

Таблица 1

Показатели липидного обмена в организме коров на фоне применения «Хитозана» ( Х ± 8л ; п = 10)

Группа Фон Сроки исследований (дни)

10 30 60

Общие липиды, г/л

I 6,63 ± 0,10 6,69±0,16 6,34±0,18 6,48±0,13

II 6,65 ± 0,15 6,08±0,17 * 5,89±0,15* 5,09±0,18**

Р-липопротеиды, г/л

I 7,95 ± 0,10 7,93±0,09 7,65 ±0,23 7,54±0,11

II 7,87 ± 0,13 7,98 ±0,08 6,35±0,11 6,12±0,13

Холестерол, ммоль/л

I 6,38 ± 0,13 6,41 ± 0,07 6,28 ± 0,12 6,35 ± 0,10

II 6,42 ± 0,11 6,39 ± 0,10** 5,05 ± 0,10 4,29 ± 0,06**

Примечание: *p < 0,05, **p < 0,01, ***p < 0,001. 3 т

1.6 1.4 -1.2 -1

^0.8 -I

0.6 0.4 0.2 Н 0

_ _ I группа

30 60

дни исследований

_ II группа

Фон 10 30 60

дни исследований

I группа "^^П группа

Наибольшее снижение концентрации холестеро-ла произошло на 60-й день - до 4,29 ± 0,06 ммоль/л при фоновом значении 6,42 ± 0,11ммоль/л. Данное изменение указывает на то, что «Хитозан» обладает неспецифическим антихолестеринемическим действием.

Учитывая изложенное, можно предполагать, что в организме коров опытной группы под действием «Хитозана» угнетается наблюдавшийся жиромоби-лизующий эффект.

Обладая антиоксидантными свойствами, «Хи-тозан» повышает активность системы антиокси-дантной защиты организма коров опытной группы. Содержание малонового диальдегида - конечного продукта перекисного окисления липидов - на 30-й день опыта составило 2,07 ± 0,04 мкмоль/л, что на 29,20 % (р < 0,01) ниже по сравнению с фоном и на 14,49 % (р < 0,05) - относительно предыдущего периода наблюдений.

К концу научно-производственного опыта (60-й день) концентрация малонового диальдегида в сыворотке крови коров опытной группы характеризовалась уменьшением в 1,48 раза по сравнению с

Рис. 1. Динамика малонового диальдегида и церулоплазмина в крови опытных коров

фоновым значением. При этом у коров контрольной группы значения уровня содержания малонового ди-альдегида были в пределах от 2,48 ± 0,06 мкмоль/л до 2,51 ± 0,07 мкмоль/л.

Необходимо отметить, что изменения содержания малонового диальдегида на фоне применения «Хито-зана» тесно связаны с динамикой одного из основных показателей антиоксидантной системы организма -церулоплазмина. Так, снижение концентрации малонового диальдегида в указанные выше сроки сопровождалось значительным повышением уровня содержания церулоплазмина. Достоверное увеличение уровня церулоплазмина отмечается на 30-й и 60-й дни исследований до 1,32 ± 0,05 г/л и 1,44 ± 0,05 г/л соответственно при фоновом значении 1,18 ± 0,02 г/л.

На фоне применения «Хитозана» на 60-й день опыта снижается каталазное число до 4,23 ± 0,04 мкмоль Н202 при исходном уровне 5,45 ± 0,07 мкмоль Н202. Вероятно, «Хитозан», обладая способностью улавливать активные формы кислорода, выполняет роль ан-тиоксиданта широкого спектра действия, которая существенно усиливается при наличии аминогруппы в координационной сфере атома переходного металла.

2.5

2

21.5

0.5

0

10

Аграрный вестник Урала № 8 (138), 2015 г. - <^JJJ.

Ветеринария

Выводы. Обобщая полученные данные по влиянию «Хитозана» на состояние системы перекисного окисления липидов - антиоксидантный статус организма коров зарубежной селекции, можно сделать заключение, что «Хитозан» обладает антиоксидантны-ми, гиполипидемическими и антихолестеринемиче-

скими свойствами, что подтверждается установленной взаимосвязью между малоновым диальдегидом и церулоплазмином, снижением уровня холестерола.

Материалы исследований могут использоваться на сельскохозяйственных предприятиях агропромышленного комплекса при разработке адаптивной технологии содержания коров зарубежной селекции.

Литература

1. Таирова А. Р., Мухамедьярова Л. Г. Влияние хитинсодержащих препаратов на рост, развитие и экологическую безопасность мяса бычков черно-пестрой породы // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования. М., 2012. С. 80-81.

2. Душкин Е. Особенности адаптации липидного метаболизма у жвачных // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2011. № 3. С. 10-13.

3. Таирова А. Р., Мухамедьярова Л. Г. Оценка энергетических ресурсов функционирования организма коров при воздействии стрессогенных факторов окружающей среды // Инновационные технологии в ветеринарии, биологии и экологии : материалы Междунар. науч.-практ. конф. Троицк : УГАВМ, 2013. С. 137-140.

4. Степанова И. П. Состояние антиоксидантной системы у крупного рогатого скота // Зоотехния. 2005. № 7. С. 9-11.

5. Шкуратова И. А., Донник И. М. Особенности адаптации крупного рогатого скота к неблагоприятным факторам окружающей среды // Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии. 2009. № 1. С. 77-82.

References

1. Tairov A. R., Muhamediarova L. G. The effect of chitin-containing preparations on the growth, development and environmental security of the flesh of bulls black-and-white breeds // Proceedings of International Forum on science, technology and education. M., 2012. P. 80-81.

2. Dushkin E. adaptation Peculiarities of lipid metabolism in ruminant // Veterinary of farm animals. 2011. № 3. P. 10-13.

3. Tairov A. R., Muhamediarova L. G. The evaluation of energy resources of functioning of the organism of cows when exposed to stress factors of the environment // Innovative technologies in veterinary medicine, biology and ecology : materials of Int. scientific-practical conference. Troick : USAVM, 2013. P. 137-140.

4. Stepanova I. P. The antioxidant system in cattle // Zootechnics. 2005. № 7. P. 9-11.

5. Shkuratova I. A., Donnic I. M. The especially the adaptation of cattle to adverse environmental factors // Problems of veterinary sanitation, hygiene and ecology. 2009. № 1. P. 77-82.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.