CC BY
32
Вестник ОрелГАУ, 1(64), Февраль 2017, http://dx.doi.org/10.15217/48484 УДК / UDC 636.22.087.7:612.1:612.128
ТРАНСФЕРРИН И ЦЕРУЛОПЛАЗМИН В СЫВОРОТКЕ КРОВИ У КОРОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ХОТЫНЕЦКИХ ЦЕОЛИТОВ И ЛИПОЕВОЙ КИСЛОТЫ
TRANSFERRIN AND CERULOPLASMIN IN COWS BLOOD SERUM WITH THE USE OF ZEOLITES FROM HOTYNETSK AND LIPOIC ACID
Литовченко Д.В., аспирант Litovchenko D.V., Postgraduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», Орел, Россия
Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
E-mail: litunia a@mail.ru
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
белковый спектр, трансферрин, церулоплазмин, электрофорез в полиакриламидном геле, Хотынецкие цеолиты, липоевая кислота, технологический стресс, высокопродуктивные коровы, индустриальная технология, молочное скотоводство.
KEY WORDS
protein spectrum, transferrin, ceruloplasmin, polyacrylamide gel electrophoresis, Hotynets zeolites, lipoic acid, technological stress, high-yielding cow, industrial technology, dairy cattle.
Введение. Для полной характеристики гомеостатических нарушений при технологическом стрессе у коров необходимым является изучение качественных и количественных изменений в белковом спектре.
Выявление специфических особенностей белкового спектра, характерных для стресса, а также выявления белков-маркёров, поможет в диагностической практике в качестве отличительного признака стресс-реакции, расшифровке гомеостатических нарушений и контроле за эффективностью использования препаратов стресс-протекторного и антиоксидантного действия. Важным звеном патогенеза стресс-реакции у коров является нарушение оксидантно-антиоксидантного равновесия.
При этом важными показателями при оценке состояния оксидантно-антиоксидантных процессов у высокоудойных коров при индустриальной технологии являются церулоплазмин и трансферрин, которые в последнее время рядом ученых признаны эндогенными антиоксидантами.
Белок церулоплазмин обладает оксидантной активностью к адреналину и серотонину. Он содержит 0,34% меди. Молекулы церулоплазмина состоят из 8 субъединиц 2 типов строения. Из 8 атомов меди в молекуле церулоплазмина 4 находятся в двух, а 4 - в одновалентном состоянии. Двухвалентная медь церулоплазмина обеспечивает высокую каталитическую активность этого белка. Каталитические и антиоксидантные свойства церулоплазмина связаны с порядком расположения восьми атомов меди в белковой молекуле.
Трансферрин - белок с молекулярной массой 80 кДа, относится к р-глобулинам. Главная функция трансферрина - транспорт всосавшегося железа в его депо (печень, селезенку, в ретикулоциты и их предшественники в красном
мозге). Одна молекула трансферрина может связать два атома железа. Железо входит в состав многих ферментов, являющихся компонентами дыхательной цепи. С трансферрином связывают функцию транспортирования железа, поскольку недостаток железа приводит к снижению содержания гемоглобина крови. В настоящее время трансферрин считается сильнейшим антиоксидантом.
Особенно актуальным являются исследования белков-антиоксидантов (трансферрина и церулоплазмина) у высокопродуктивных коров при современных индустриальных технологиях, сопровождающихся воздействием ряда стресс-факторов [1-5].
Избежать проявления нежелательных последствий промышленного стресса у высокопродуктивных коров при индустриальной технологии ведения молочного скотоводства можно путем введения в рацион кормления препаратов антиоксидантного и адаптогенного действия, что позволит нормализовать состояние оксидантно-антиоксидантной системы и другие метаболические нарушения.
Целью исследований являлось изучение влияния Хотынецких природных цеолитов и липоевой кислоты на содержание белков-антиоксидантов трансферрина и церулоплазмина сыворотки крови высокопродуктивных коров, содержащихся в условиях промышленного комплекса.
Условия, материалы и методы. Экспериментальные исследования проводились в ЗАО АПК «Орловская Нива» СП «Комплекс по производству молока Сабурово» Орловской области в период с 2015 по 2016 гг., в лабораторных условиях кафедры биохимии и кормления животных ФГБОУ ВО Орловский ГАУ, в Орловской областной ветеринарной лаборатории и в Инновационном научно-исследовательском испытательном центре ФГБОУ ВО Орловский ГАУ.
Результаты и обсуждения. В качестве препаратов адаптогенного и антиоксидантного действия были использованы Хотынецкие природные цеолиты и липоевая кислота. Цеолиты Хотынецкого месторождения Орловской области используются в качестве минеральной добавки и предназначены для производства комбикормов, белково-витаминно-минеральных добавок для животных и птиц [6]. Мука, изготовленная из хотынецких трепелов, представляет собой мелкозернистую крошку или порошок светло-желтого или серого цвета без посторонних запахов [7].
Липоевая кислота представляет собой серосодержащий витаминоподобный антиоксидант, который синтезируется в организме человека и животных. Липоевая кислота в организме человека и животного превращается в липамид, участвующий в окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты и синтезе ацетил-коэнзима А, основного метаболита цикла Кребса.
В наших исследованиях электрофоретическое разделение белков сыворотки крови проводили в полиакриламидном геле по оригинальной методике [8-10].
В предлагаемой нами методике, заключающейся в проведении электрофореза в полиакриламидном геле с использованием концентрирующего геля с рН=6,7 и разделяющего геля с рН=8,9 при силе тока 25мА, с предварительным разведением сыворотки крови, в качестве концентрирующего геля использовали мелкопористый гель, при этом сыворотку крови разводили в
физиологическом растворе 1:2 (подана заявка на изобретение № 2016113451, МПК G01 N27/26).
Эксперимент проводили в 2 этапа. На первом этапе анализировали содержание белков-антиоксидантов (церулоплазмина и трансферрина) у высокопродуктивных коров, находящихся под воздействием технологического стресса в условиях промышленного комплекса. Для проведения биохимических исследований было отобрано 10 коров 2-ой лактации (2 недели после отела).
Анализ полученных данных позволил выявить следующие отклонения в содержании металлопротеинов: ниже референтных значений было содержание трансферрина на 10-й день - на 10,1%, на 20-й день - на 9,13%, на 30-й день -на 8,81%, церулоплазмина на 10-й день - на 45,66%, на 20-й день - на 44,22%, на 30-й день - на 44,51 %.
На втором этапе изучали эффективность влияния Хотынецких природных цеолитов и липоевой кислоты на содержание белков-антиоксидантов (трансферрина и церулоплазмина) сыворотки крови коров, находящихся в условиях промышленного комплекса. Из коров 2-ой лактации (2 недели после отела) были созданы 4 группы (по 3 коровы в группе): 1-ая - коровы получали основной рацион (ОР) хозяйства; 2-ая - ОР + Хотынецкие цеолиты (ХЦ); 3-я -ОР + липоевая кислота (ЛК); 4-ая ОР+ХЦ+ЛК. Хотынецкие природные цеолиты применяли из расчета 300 г на голову (утром) и липоевую кислоту из расчета 200 мг на голову (вечером) ежедневно 1 раз в день в течение 28-ми дней.
У коров, получавших дополнительно к основному рациону хотынецкие цеолиты и липоевую кислоту, были отмечены наиболее близкие к референтным значения изучаемых показателей. Выше референтных значений стало содержание трансферрина на 10-й день - на 9,62%, на 20-й день - на 20,83%, на 30-й день - на 32,85%, церулоплазмина на 30-й день - на 12,02. При этом отмечалась нормализация других белковых фракций
Однако, ниже референтных значений оставалось содержание альбуминов на 10-й день - на 21,99%, на 20-й день - на 21,24%, на 30-й день - на 20,82%; у1-глобулинов на 10-й день - на 25,72%, на 20-й день - на 21,77%, на 30-й день
- на 15,93%; церулоплазмина на 10-й день - на 19,88%, на 20-й день - на 1,45%, у2-глобулинов на 10-й день - на 53,55%, на 20-й день - на 46,82%, на 30-й день - на 39,75%, р-липопротеидов на 10-й день - на 60,56%, на 20-й день
- на 57,11%, на 30-й день - на 54,05%.
Выше референтных значений стало содержание постальбуминов на 78,32% - на 10-й день, на 82,95% - на 20-й день, на 91,16% - на 30-й день, р2-глобулинов на 10-й день - на 19,94%, на 20-й день - на 59,94%, на 30-й день -на 95,64%.
Проведенные исследования показали, что под влиянием Хотынецких цеолитов и липоевой кислоты происходит частичная нормализация белкового метаболизма, что объясняется их составом и биологическим действием. Так, в хотынецких цеолитах содержится до 40 макро- и микроэлементов. В состав цеолитов входят следующие минеральные элементы: железо (2,2%), алюминий (4,9%), кальций (2%), натрий (1,5%), магний (1,4%), калий (2,1%); медь (27,2 мг/кг), никель (14,1 мг/кг), цинк (74,1 мг/кг), марганец (462 мг/кг), кобальт (7,2 мг/кг), свинец (22,7 мг/кг), кадмий (1,2 мг/кг), хром (64,2 мг/кг), мышьяк (1,3 мг/кг), титан (90 мг/кг) [11].
Известно воздействие липоевой и дигидролипоевой кислот на образование свободных радикалов в фагоцитах в норме и фагоцитах, подверженных окислительному стрессу [12,13]. Доказано положительное
влияние липоевой кислоты при патологиях, сопровождающихся вторичным иммунодефицитом [14,15]. При этом липоевая кислота ингибирует в основном пероксидакцию липидов, что позволяет относить ее к антиоксидантам Д16].
Вывод. Электрофоретический анализ фракционного состава белков сыворотки крови высокопродуктивных коров, получавших дополнительно к основному рациону Хотынецкие цеолиты и липоевую кислоту, позволил говорить о положительном влиянии этих средств на содержание белков-антиоксидантов трансферрина и церулоплазмина и другие белковые фракции.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Волкова C.B., Мелешкина С.Р. Стресс сельскохозяйственных животных, как неблагоприятная ответная реакция на неблагоприятные условия окружающей среды // Современные наукоемкие технологии. 2008. № 4. С. 55-56.
2. Селье Г. Стресс без дистресса / М.: Прогресс, 1979, 123 с.
3. Хелари Э. B-Traxim Se: высокая продуктивность во все времена Хелари // Животноводство России. 2012. Январь С. 56-57.
4. Донник И.М., Шкуратова И.А. Особенности адаптации крупного рогатого скота к неблагоприятным экологическим факторам окружающей среды // Ветеринария Кубани. 2009. №5. С. 16-17.
5. Шилкина Л.В. Стресс // Ветеринария сельскохозяйственных животных. 2007. № 8. С.12.
6. Смагина Т.В. Природные цеолиты при выращивании и откорме молодняка свиней // Аграрная наука. 2007. № 5. С. 24-25.
7. Белкин Б.Л., Тормасов Р.И. Влияние цеолитов на резистентность и продуктивность свиней // Ветеринария. 2002. № 3. С. 45-47.
8. Заявка 2016113451 РФ, МПК G01N27/26. Способ электрофоретического разделения белков сыворотки крови и молока в полиакриламидном геле / Ярован Н.И., Гаврикова Е.И., Литовченко Д.В., Меркулова Е.Ю.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО Орловский ГАУ; заявл. 07.04.2016.
9. Кармолиев Р.Х. Применение в ветеринарии диск-электрофореза. // Ветеринария. 1976. № 10. C. 87-89.
10. Стручкова И.В., Кальясова Е.А. Теоретические и практические основы проведения электрофореза в полиакриламидном геле: электронное учебно-методическое пособие // Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012, 60 с.
11. Ярован Н.И. Влияние цеолитов на процессы адаптации у коров // Доклады РАСХН. 2008. № 2. С. 43-45.
12. Pacer L., Fuchs J. Series Introduction // Lipoic Acid in Health and Disease. 1997. P. 3-5.
13. VacLean A.I., Bachas L.G. Homogenous enzyme assay for lipoic acid based on the pyruvate dehydrogenase complex: a model for an assay using a conjugant with one ligand per subunit // Anal. Biochem. 1991. Vol. 195. P. 303-307.
14. Зуева 3.B. Изучение эффективности применения препаратов липоевой кислоты при коронарной недостаточности // Материалы VI науч. сессии Инта витаминологии. М., 1967. С. 123-124.
15. Зуева H.A., Коваленко А.Н., Ефимов A.C., Тронько Н.Д. Ионизирующая радиация и инсулинорезистентность // Здоровье. Киев. 2004. С. 150-163.
16. Шаимова В. А. Перекисное окисление липидов и антиоксидантная защита при заболеваниях глаз // Вестник офтальмологии 2002. Т. 118. № 3. С. 56-57.
