CC BY
42
УДК 636.22/28:612.015.3:636.22/28.087.7
Ракитянський В.М., асистент ® Сф1мов В.Г., кандидат ветеринарних наук ([email protected]) Днтропетровський державный аграрный утверситет
ПЕРОКСИДАЗНА ТА КАТАЛАЗНА АКТИВН1СТЬ КРОВ1 У ГОЛШТИНСЬКО1 ХУДОБИ ЗА ДП Г1ДРОГУМАТУ I М1КРОЕЛЕМЕНТ1В
Наводяться змти каталазног г пероксидазног активност1 кровг голштинськог худоби за впливу г1дрогумату та мтеральних сполук мгдг, кобальту г йоду. Встановлено, що згодовування м1кроелемент1в призводить до зростання каталазног активност1 кровг у коргв та телят, а г1дрогумат окремо г в поеднаннг з мжроелементами сприяе гг зниженню. Пероксидазна активтсть кровг за сумкно'г дИ г1дрогумату г м1кроелемент1в зростае у коргв г телят.
Ключовi слова: каталазна та пероксидазна активтсть кровг, голштинська худоба, мгкроелементи.
Вступ. Активiзацiя процеЫв обмшу речовин неможлива без прискорення окисно-вщновних реакцш в оргашзм^ що, безумовно, потребуе адекватного рiвня оксигенаци клiтин. Насичення кл^ин киснем супроводжуеться утворенням активних його форм, таких як супероксидний (*О2~) та гiдроксильний радикали (*ОН~), перекис водню (Н2О2) та синглетний кисень (*О2~) [8]. Цей процес вiдбуваеться в органiзмi постiйно, i супроводжуе цiлком природнi, життево важливi внутрiшньоклiтиннi реакцп. Зокрема, перехiд залiза з дво- на тривалентну форму у структурi гемоглобiну в еритроцитах вщбуваеться з утворенням супероксидного анюну [12].
Активнi форми кисню (АФК) шщшють перекисне окиснення лiпiдiв, спричиняючи таким чином дестабiлiзацiю бiологiчних мембран, змшюючи 1х фазовi властивостi та знижуючи 1х електричний опiр. Вщбуваеться пригшчення рухливих мембранних бiлкiв [5, 7]. Змши, якi вiдбуваються на молекулярному i клiтинному рiвнi, призводять до роз'еднання окиснення i фосфорилювання, порушення васкуляризаци, оксигенаци та трофжи тканин.
На протидiю прооксидантним системам, яю генерують активнi форми кисню, юнують антиоксидантнi системи. Первиннi АФК шактивуються супероксиддисмутазою, каталазою та пероксидазами. Перший з цих ферментсв каталiзуе реакцiю дисмутаци двох молекул супероксиданюну з утворенням перекису водню та кисню. Н2О2 е субстратом для каталази та пероксидази, якi знешкоджують його з утворенням води та кисню [11, 14]. Пероксидази також каталiзують редукцш гiдроперекисiв жирних кислот. Вщомо, що спорiдненiсть цього ферменту до перекису водню вища, шж у каталази, що пояснюе його бшьшу роль у знешкодженнi Н2О2 за низьких концентрацiй, в той час як тд час
® Ракитянський В.М., £ф1мов В.Г., 2010
250
окиснювального стресу ключова роль в захист кл^ин вщ Н2О2 належить каталазi [10, 13].
З огляду на роль каталази i пероксидази у пiдтримцi окисного гомеостазу в кл^инах органiзму, нами за мету ще! роботи було поставлено вивчення !х активностi в кровi високопродуктивних корiв та телят 1,5-2-мiсячного вiку, яким згодовувалась добавка гумшово! природи гiдрогумат, а також за усунення дефщиту в ращош мiдi, кобальту та йоду.
Матер1ал i методи. Дослiдження проводились в умовах ТОВ «Агро-Овен» Магдалинiвського району Дншропетровсько! областi на коровах голштинсько! породи вiком 3 -6 роюв на 2-3 мкяць пiсля отелення та отриманих вщ них телятах 1,5-2-мiсячного вiку. Вс тварини споживали основний рацiон (ОР), дефщитний за вмiстом мiдi, кобальту та йоду. Всього було сформовано 4 групи по 10 корiв: тварини контрольно! отримували ОР, 1-шо! дослщно! - ОР + гщрогумат (ГГ), 2-о! дослщно! - ОР + сумш мiкроелементiв (МЕ), 3-о! дослщно! - ОР + ГГ + МЕ. За такою ж схемою формувалися i групи телят.
Гщрогумат вводився до ращону в дозi 50 мг/кг маси тша. Сумiш мiкроелементiв складалася iз мад сульфату - 0,4 мг, кобальту хлориду - 0,05 мг та калш йодиду - 0,01 мг в перерахунку на 1 кг маси тша. Таю дози мжроелеменив лжвщували 1х дефщит у ращош худоби.
Добавки задавалися 1 раз на добу, шдивщуально. Дослiд тривав 30 дiб. Кров вiдбиралася на початку та наприкшщ дослiду. В кровi дослiджувалися активнiсть каталази (за методом Баха i Зубково!) та пероксидази (за ймаковим). Для зручност пероксидазну активнiсть перераховували в умовш одиницi (у.о.) за формулою: у.о. = 100 / час реакщ! в секундах. Статистична обробка даних проводилася з використанням програми Microsoft Exel 2003.
Результати дослщження. Актившсть каталази в кровi телят коливалася в межах 9,13-9,47 кат. од. i була вiрогiдно вищою, шж у корiв, у яких вш складав 8,08-8,39 кат. од. (рис. 1).
Таку вжову вiдмiннiсть ми схильш пов'язувати iз бiльшою метаболiчною активнiстю тканин органiзму у молодому вщ, що супроводжуеться посиленим утворенням АФК. На зв'язок мiж рiвнем метаболiзму i активнiстю каталази вказуе Р.Й. Кравщв [6]. Нами також протягом дослщу було вiдзначено зростання активност каталази (на 24,8 %; Р<0,001). Очевидно, це пов'язане з поступовим пщвищенням метаболiчно! активностi тканин оргашзму корiв у динамiцi лактаци, адже в перiод дослiджень спостер^ались найвищi добовi надо!. У телят контрольно! групи вiрогiдних коливань показника протягом дослщу не зафжсовано.
Введення до ращону тварин гщрогумату супроводжувалось змiнами активностi каталази. Зокрема, у корiв пiд час лактаци актившсть цього ферменту знизилась вщносно контролю на 19,2 % (Р<0,001). Аналопчну спрямованiсть мала динамiка каталазно! активност й у телят, за споживання ними гщрогумату, проте рiзниця iз контролем у 9,4 % не була вiрогiдною. Це обумовило зниження кшькост вiльнорадикальних сполук, зокрема перекису водню, який е субстратом для каталази, а вщтак i зниження активносп останньо!. Крiм того, як зазначалося ранiше, каталаза проявляе сво!
251
антиоксидантш властивост1 лише за високих концентрацш перекису водню [10]. Це також може доводити зменшення И активност у наших дослщженнях.
□ телята
корови
18
контроль ГГ МЕ ГГ+МЕ контроль ГГ МЕ ГГ+МЕ
кшець
Рис. 1. Актившсть каталази в кров1 ко|Мв 1 телят за дй' г1дрогумату 1 м1кроелемент1в (М±т; п=7-10)
Примггки: *Р<0,05; ***Р<0,01 до контролю; • Р<0,001 до початку дослщу
Корекщя рацюшв кор1в I телят за дефщитними мщдю, кобальтом I йодом, навпаки, сприяла зростанню активност каталази у кровг Зокрема, у кор1в цей показник був на р1вш 10,97, а у телят - 10,88 кат.од., що було бшьше в пор!внянш з контролем вщповщно на 8,4 % (Р<0,05) та 10,1 % (Р<0,05). Таким змшам, можливо, сприяло збшьшення концентраци юшв метал1в з1 змшною валентшстю, наприклад, мда та зал1за [4]. З шшого боку, одна з ¿зоензимних форм суперокисддисмутази (СОД) мае в активному центр! атом мщ1 Поповнення запаав цього мжроелементу в оргашзм!, вщповщно, могло сприяти зростанню И активности а вщтак - I каталази. Кр1м того, юнуе думка, що зростання активност каталази пов'язане ¿з посиленням окиснювального фосфорилювання та е активатором вщдач! кисню кров! [9], зв'язаного з гемоглобшом.
Поеднане використання гщрогумату ! м!кроелементно! добавки також вщобразилося на активност! каталази у кров! тварин. Зокрема, було встановлено в!рогщне !! зниження на 9,3 % у кор!в 3-! досл!дно! групи в!дносно контрольно!. В той же час у телят цей показник також знижувався, проте щ змши були менш виражеш: р!зниця з контролем складала 6,2 %. Бшьш пом!рна динам!ка активност! каталази у тварин обох вжових груп, напевне, зумовлена покращенням оксигенаци тканин та посиленням обм!нних процеЫв в орган!зм! [2], що створило метабол!чну ситуац!ю, яка потребуе тдвищеного б!олог!чного захисту в!д надлишку перекисних сполук ! руйнац!! кл!тинних структур ! функц!ональних молекул. З шшого боку, додан! добавки безпосередньо могли д!яти як антиоксиданти. Зокрема, фенольш групи, наявш в склад! гумшових речовин, здатн! бути донорами електрошв для в!льних радикал!в,
252
перетворюючи останш на молекулярш речовини [7]. До того ж, за ди мвд могла зрости актившсть церулоплазмшу, який кат^зуе перетворення двовалентно! форми залiза у тривалентну, знижуючи тим самим рiвень утворення супероксиданiон-радикалу. Вiдомо, що саме Fe2+ е одним з потенцшних джерел утворення ще1 форми кисню [1, 12].
Наступним кроком було вивчення пероксидазно1 активност кровi тварин. На цьому етат було з'ясовано, що за цим показником кров корiв i телят майже не рiзнилася на початку дослiду (рис. 2).
5 5
8 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1
0,5 0
□ телята В корови
контроль ГГ МЕ ГГ+МЕ початок
контроль ГГ МЕ ГГ+МЕ юнець
Рис. 2. Пероксидазна актившсть кров1 кормв 1 телят за дй гвдрогумату 1 м1кроелемент1в (М±т; п=7-10)
Примггки: *Р<0,05 вщносно контролю; • Р<0,001 до початку дослщу
Однак, протягом наступного мюяця (час дослщу) вiдбулося iстотне зниження пероксидазно1 активност кровi корiв контрольно1 групи (на 25,5 %, при Р<0,001), чого ми не спостер^али у телят. Рiвень цього показнику у них залишався на вiдносно сталому рiвнi. Такi змiни дослiджуваного показнику у корiв ми схильнi пояснювати поступовим зростанням метаболiчного напруження протягом лактаци, властивим високопродуктивнiй худобi, особливо з боку енергетичного обмшу, i яке досягае максимуму до тку лактаци.
Згодовування гщрогумату майже не вплинуло на пероксидазну актившсть кровi корiв i телят: рiзниця з контролем у них була мммальною -2,4 та 7,6 % вщповщно. Очевидно, за ди гумiнових речовин в тканинах знижуеться утворення перекису водню. До того ж, як зазначають деяю автори [13], роль глутатюнпероксидази в знешкодженш перекису водню менша, нiж каталази.
Вплив сумiшi мда, кобальту i йоду на пероксидазну актившсть кровi тварин був бшьш вираженим. Зокрема, у корiв 2-1 дослщно1 групи вiдбулося зростання цього показнику на 12,4 % (Р<0,05), а у телят - на 20,6 % (Р<0,05).
253
Таю змши можна пояснити, з одного боку, певною прооксидантною дieю деяких мжролементв, як наслщок посиленого еритро - та гемоглобшопоезу [3], з iншого - aктивiзaцieю лiпiдного обмiну на rai споживання тваринами мiкроелементiв. Крiм того, за впливу мвд, кобальту та йоду, як встановлено нами рашше, зростае рiвень вiльних (неетерифiковaних) жирних кислот у сироватщ кровi. Вщомо, що глутaтiонпероксидaзa руйнуе не лише перекис водню, а й перекисш сполуки, що утворюються внaслiдок окиснення ненасичених жирних кислот [1]. Саме вони найшвидше залучаються до процеЫв пероксидаци вiльнорaдикaльними похiдними кисню.
Вивчення сумюного застосування гiдрогумaту i мжроелементв призвело до ще бiльшого зростання пероксидазно! aктивностi кровi у корiв, порiвняно з попереднiми дослiдними групами. Цей показник сягнув значення 3,97±0,19 ум.од., що на 19,9 % (Р<0,05) переважало контроль. У телят за ди мiкроелементiв та гумшових речовин приркт пероксидазно! aктивностi кровi був дещо нижче, порiвняно з використанням самих лише мшеральних речовин, i склав 15,2 % (Р<0,05), за абсолютного значення 4,70±0,17 ум.од. Головною причиною зростання пероксидазно! активност за сумюного згодовування коровам i телятам запропонованих добавок, на нашу думку е, компенсаторна вщповщь на посилений енергетичний та лшщний обмши.
Висновки. 1. Активнiсть каталази кровi у корiв пiд час лактаци була нижчою порiвняно з телятами, поступово зростаючи в динамщ лактаци. 2. За ди мiкроелементiв зростала каталазна aктивнiсть кровi у корiв та телят, а також пероксидазна - у телят. 3. За окремого i сумюного з мжроелементами впливу гiдрогумaту знижувалася aктивнiсть каталази у корiв, тодi як пероксидазна актившсть за сумюно! ди добавок зростала як у корiв, так i у телят.
Л1тература
1. Ветеринарна клЫчна бiохiмiя / [В.1. Левченко, В.В. Влiзло, 1.П. Кондрахш та iн.]; за ред. В.1. Левченка та В.Л. Галяса. - Бша Церква, 2002. -400 с.
2. Грибан В.Г. Використання препаратв гумусово! природи у поеднaннi з мжроелементами для корекци обмiну речовин у корiв / В.Г.Грибан, В.Г. £фiмов, В.М. Ракитянський // Науковий вкник НАУ. - К., 2004. - Вип. 78. - С. 64-66.
3. Грибан В.Г. Вплив мда, кобальту та йоду на стан системи еритропоезу в корiв голштинсько! породи / В.Г.Грибан, В.М. Ракитянський, В.Г. £фiмов // Науковий вюник НАУ - К., 2007. - Вип. 108. - С. 154-158.
4. Губерук В.О. Перекисне окиснення лшвдв та антиоксидантна система захисту оргашзму (Огляд л^ератури) / В.О. Губерук // Науковий вюник Львiвського НУВМБТ iм. С.З. Гжицького. - 2008. - Т. 10, № 3 (38), Ч. 1. - С. 5155.
5. Гутий Б.В. Штратне навантаження оргашзму бичюв i стан антиоксидантно! системи !х кровi за цих умов / Б.В. Гутий // Науковий вкник Львiвськоl НАВМ iм. С.З. Гжицького. - 2004. - Т. 6, №3, Ч. 1. - С. 88-94.
6. Кравцив Р.И. Обмен веществ и мясные качества молодняка крупного рогатого скота при оптимизации системы микроэлементного питания: дисс. В
254
форме научного доклада на соис. уч. ст. д.б.н.: спец. 03.00.13 «Физиология человека и животных». - Львов, 1992. - 88 с.
7. Старик Л.1. Антиоксидантна система: природа, склад, мехашзми гомеостазу (Огляд л^ератури) / Л.1. Старик // Науковий вкник Львiвськоl НАВМ ím. С.З. Гжицького. - 2007. - Т. 9, № 3 (34), Ч. 2. - С. 172-177.
8. Холод В.М. Клиническая биохимия: Учебное пособие / В.М. Холод, А.П.Курдеко. - Витебск: УО ВГАВМ, 2005. - Ч. 1. - 188 с.
9. Ясинецкая Н.И. Гематологические и биохимические показатели крови лошади пржевальского заповедника «аскания-нова» / Н.И. Ясинецкая // Вкт Бюсферного заповщника «Аскашя-Нова» ím. Ф.Е.Фальц-Фейна - Аскашя-Нова, 1998. - С. 99-109.
10. Johnson R.M Hemoglobin autoxidation and regulation of endogenous H2O2 levels in erythrocytes / [R.M. Johnson, G. Goyette, Y. Ravindranath, Y.S. Ho] // Free Radic. Biol. Med. - 2005. - Vol. 39. - Р. 1407-1417.
11. Kirkman H.N. Mammalian catalase: a venerable enzyme with new mysteries / H.N. Kirkman, G.F. Gaetani. // Trends Biochem. Sci. - 2007. - Vol. 32. -Р. 44-50.
12. Markers of oxidative status in plasma and erythrocytes of transition dairy cows during hot season / [U. Bernabucci, B. Ronchi, N. Lacetera, A. Nardone] // J. Dairy Sci. - 2002. - Vol. 85. - P. 2173-2179.
13. Peroxiredoxin II is essential for sustaining life span of erythrocytes in mice / Lee T.H., Kim S.U., Yu S.L. [et al.] // Blood. - 2003. - Vol. 101. - Р. 50335038.
14. Saltman P. Oxidative stress: a radical view / P. Saltman // Semin. Hematol. - 1989. - Vol. 26. - Р. 249 - 256.
Summary Rakityansky V., Yefimov V.
PEROXYDASE AND CATALASE ACTIVITY OF BLOOD AT HOLSTEIN CATTLE UNDER INFLUENCE HYDROHUMATE AND TRACE ELEMENTS
Changes of peroxydase and catalase activity of blood at holstein cattle under influence hydrohumate and mineral salts of copper, cobalt and iodine are resulted. It is established, that composition of trace elements to increase catalase activity of blood at cows and calves, and hydrohumate separately and in a combination to trace elements promotes its decrease. Peroxydase activity of blood at complexional action of hydrohumate and trace elements increases both at cows, and at calves.
Key words: peroxydase and catalase activity of blood, holstein cattle, trace elements.
Стаття надшшла до редакцИ 11.03.2010
255
