CC BY
53
DOI: 10.24411/2074-5036-2019-10028 УДК 636.4054:612.015
Ключевые слова: антистрессовые препараты, аскорбат лития, липидно-холестероловый обмен, липопротеид, холе-стирол
Key words: anti-stress drugs, lithium ascorbate, lipid-cholesterol metabolism, lipoprotein, cholesterol.
Остренко К.С., Галочкина В.П., Галочкин В.А.
ВЛИЯНИЕ АСКОРБАТА ЛИТИЯ НА ЛИПИДНЫЙ ОБМЕН РАСТУЩИХ СВИНЕЙ
INFLUENCE OF LITHIUM ASCORBATE ON LIPID METABOLISM OF GROWING PIGS
ВНИИФБиП животных - филиал ФГБНУ «ФНЦ - ВИЖ им. Академика Л.К. Эрнста» VNIIFBIP animals - a branch of federal state budgetary scientific institution "Federal scientific center for animal husbandry - VIZH named after Academician L. K. Ernst"
Остренко Константин Сергеевич, старший научный сотрудник, кандидат биологических наук. E-mail: ostrenkoks@gmail.com. Тел.: 8 (910) 916 66 58 Ostrenko K. S., senior researcher, candidate of biological Sciences. E-mail: ostrenkoks@gmail.com. Tel.: 8 (910) 916 66 58 Галочкина Валентина Петровна, старший научный сотрудник, профессор, доктор биологических наук.
Тел.: 8 (915) 862 66 00.
Galochkina V.P., senior researcher, Professor, doctor of biological Sciences. Tel.: 8 (915) 862 66 00 Галочкин Владимир Анатольевич, заведующей лабораторией Иммунобиотехнологии, ведущий научный сотрудник, профессор, доктор биологических наук. E-mail: obbusin@mail.ru. Тел.: 8 (910) 523 98 22 Galochkin V.A., Head of the laboratory of Immunobiotechnology, leading researcher, Professor, doctor of biological Sciences. E-mail: obbusin@mail.ru. Tel.: 8 (910) 523 98 22
Аннотация. Цель исследования - изучение влияния нового антистрессового препарата на липидный обмен при выращивании и откорме свиней. Эксперимент проведен на 5 группах свиней породы ирландский ландрас (4 опытные и 1 контрольная) по 10 голов в каждой в период от 60- до 210-суточного возраста. Животных 1, 2, 3 и 4 опытных групп ежедневно в течение всего периода доращивания и откорма получали с кормом аскорбат лития в виде порошка в дозе 10, 5, 2 и 0,5 мг/кг живой массы соответственно. Перед постановкой животных в опыт и на 180-е сутки эксперимента отбирали пробы крови. В плазме крови были определены триацилглицеролы, фракции липопротеинов, общий холестерин. Аскорбат лития положительно влияет на липидно-холестероловый обмен и, как следствие, способствует повышению приростов живой массы и качества мяса. При введении с кормом аскорбата лития с 60-го дня до убоя в дозировке 10, 5 и 2 мг/кг массы тела, аскорбат лития проявляет выраженные адаптогенные и стресспротекторные свойства, предотвращает накопления липопротеидов низкой и очень низкой плотности и активизирует выработку ли-попротеидов высокой плотности, у контрольных животных наблюдается обратная реакция. Выявленные эффекты аскорбата лития свидетельствуют о перспективности разработки новых эффективных способов повышения стрессо-устойчивости, неспецифической резистентности и продуктивности животных с помощью препаратов на основе органических солей лития.
Summary. The aim of the study was to study the effect of a new anti - stress drug on lipid metabolism in the cultivation and fattening of pigs. The experiment was carried out on 5 groups of pigs of Irish Landrace breed (4 experimental and 1 control) with 10 heads in each in the period from 60 to 210 days of age. Animals of 1, 2, 3 and 4 experimental groups during the entire period of rearing and fattening received lithium ascorbate in the form ofpowder daily at a dose of 10, 5, 2 and 0.5 mg/kg of live weight, respectively. Before setting the animals in the experiment and on the 180th day of the experiment, blood samples were taken. Triacylglycerols, fractions of lipoproteins, total cholesterol were determined in blood plasma. Lithium ascorbate has a positive effect on lipid-cholesterol metabolism and, as a result, contributes to the increase in live weight and quality of meat. With the introduction of feed ascorbate lithium from the 60th day prior to slaughter at a dosage of 10, 5 and 2 mg/kg of body weight, ascorbate lithium exhibits a pronounced adaptogenic and stress-protection properties, prevents the accumulation of lipoproteins of low and very low density and activates the production of high-density lipoproteins, in the control animals is observed in the reverse reaction. The revealed effects of lithium ascorbate indicate the prospects for the development of new effective ways to increase stress resistance, nonspecific resistance and productivity of animals using drugs based on organic lithium salts.
Введение
Содержание животных в условиях крупных промышленных комплексов связано с воздействием на организм различных стрессовых факторов [15]. Вызвано это, прежде
64
всего специфическими условиями промышленной технологии: отсутствием моциона, солнечной инсоляции, несбалансированностью рационов кормления по белку, витаминам и другим компонентам [14].
Согласно современным представлениям, одним из наименее изученных звеньев системы адаптации к действию этих факторов является процессы свободнорадикального окисления [7]. Усиление свободнорадикального перекисного окисления липидов (СПОЛ) и депрессия ферментов антиоксидантной защиты приводят к развитию окислительного стресса (ОС), который в свою очередь вызывает поражение внутренних органов животных [10]. В условиях промышленной технологии содержания животных это состояние длительное время остаётся клинически не замеченным, и поэтому не проводится своевременная профилактика метаболических отклонений у животных [9,11]. Значительное снижение продуктивности свиней связано с технологическими операциями в цикле выращивания, такими, как перегруппировка, увеличение плотности размещения, гипоксия и изменения в кормлении [8]. В конечном итоге совокупность стрессоров является фактором, сдерживающим развитие свиноводства на промышленной основе.
Цель данного исследования - предупреждение развития нарушений липидного обмена вызванных воздействием стрессоров различной этиологии и снижения периода восстановления после перенесенных стрессов, вне зависимости от технологии выращивания, климатических, кормовых и иных факторов. Отличительной особенностью данной работы является возможность применения с аскорбата лития с кормом, а не в качестве инъекционных форм как при применении солей лития с гамма-аминомасля-ной кислотой [3].
Материалы и методы
Опыты были проведены в АО «Шумя-тино» Малоярославецкого района Калужской области на 5 группах поросят породы ландрас по 10 голов в каждой. Опытные и контрольные группы были сформированы из поросят 2-месячного возраста. Рацион и технологический процесс не отличались от основной технологии откорма и дора-щивания поросят. Аскорбат лития вводили с кормом в дозе (мг/кг живой массы): 1 группа - 10, 2 - 5, 3 - 2; 4 - 0,5. Контрольная груп-
па поросят находилась на основном рационе без добавления препарата. При проведении опыта рационы кормления составлялись согласно нормам ВИЖ при использовании программного комплекса Корм Оптима Эксперт, при этом уровень кормления был составлен в расчёте на получение от 500 до 700 г среднесуточного прироста живой массы. Рационы состояли из полнорационных комбикормов СК-5, СК-6, СК-7. Животные содержались в станках безвыгульно. Климат в помещениях поддерживался в автоматическом режиме согласно зоогигиеническим требованиям. Вода была в свободном доступе. Общий цикл выращивания - 210 дней.
Перед началом эксперимента и в возрасте 180 сут. проводили забор крови из наружной яремной вены в вакуумные пробирки с добавлением 10%-ного раствора трило-на Б. В плазме крови были определены концентрации триацилглицеролов, ммоль/л, общего холестерола, ммоль/л, холестерола липопротеинов низкой плотности, ммоль/мл, холестерола липопротеинов очень низкой плотности, ммоль/л, холестерола липопроте-инов высокой плотности, ммоль/л.
Показатели, характеризующие липидно-холестероловые эффекты, проанализированы с использованием тест-систем фирмы ЮНИМЕД.
Результаты и обсуждение
Физиологическая роль липидов в организме заключается в том, что они входят в состав клеточных структур и используются как богатые источники энергии.
В крови различают несколько классов липопротеидов. К ним относятся липопро-теиды низкой плотности (ЛПНП), липопро-теиды очень низкой плотности (ЛПОНП) и липопротеиды высокой плотности (ЛПВП). Липопротеиновый спектр крови может изменяться под влиянием внешних стресс-факторов, поэтому определение его биохимического статуса является важным фактором оценки продуктивности животных [13]. На начальном этапе опыта уровень липопротеидов различных фракций мало различался в опытных и контрольной группе (табл. 1).
65
Наиболее распространенными из липи-дов являются триацилглицеролы (ТАГ), которые в организме выполняют резервную роль в виде запасного жира или прото-плазматического жира клеток. В сыворотке крови у свиней опытных групп содержание ТАГ в крови варьирует от 0,50 до 0,48 в возрасте 60 суток. В течение периода откорма достоверно увеличивается уровень триацилглицерола в 1 и 2 группе на 51,7 и 41,4% данные показатели указывают на более интенсивное увеличение живой массы поросят.
Изменения в опытных группах зафиксированы по показателям липидно-холесте-ролового обмена. Уровень холестерина был выше у животных опытных групп по сравнению с контролем. Холестерин является жизненно необходимым веществом, так как участвует в образовании желчных кислот, которые, в свою очередь, играют важную роль в процессе переваривания и всасывания жира.
ЛПВП состоят в основном из белковой части и содержат немного холестерина. Их основная функция - переносить излишки холестерина в печень, откуда они выделяются в виде желчных кислот. Поэтому холестерин ЛПВП также называется «хорошим холестерином» [12]. В наших иссле-
дованиях ЛПВП было больше у животных опытных группах по сравнению с контролем (на 106; 101; 98; 79% соответственно), что свидетельствует о более интенсивном обмене липидов в организме животных этих групп.
Липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) и липопротеиды очень низкой плотности, или «плохой» жир, переносят к тканям необходимый им холестерин. У животных опытных групп в сыворотке крови на 180 сут. опыта содержание их незначительно увеличено относительно 60 сут., но значительно ниже показателей в контрольной группе - в 1 группе на 23%, во 2 - на 19, в 3 - на 14, в 4 - на 10%. Обращает на себя внимание, что к концу откорма у животных опытных групп отмечено увеличение концентрации ЛПВП и снижение концентрации ЛПНП и ЛПОНП, а у контрольных животных наблюдается обратная реакция.
Важно не суммарное количество липи-дов различных фракций, а их соотношение. В сбалансированной липопротеиновой системе повышенное содержание хиломи-кронов, ЛПОНП и ЛПНП определяют риск избыточного отложения холестерола в эндотелии сосудов; в то же время повышение концентрации ЛПВП ускоряет вывод холе-
Таблица 1
Показатели липидно-холестеролового обмена (M±m, п=5)
Группы ТАГ ОХ Х ЛПВП Х ЛПНП Х ЛПОНП
Возраст 60 сут.
1 0,50±0,04 2,52±0,12 0,89±0,13 1,15±0,19 0,48±0,041
2 0,49±0,06 2,53±0,18 1,01±0,46 1,12±0,24 0,40±0,014
3 0,52±0,04 2,76±0,21 0,93±0,51 1,37±0,31 0,46±0,024
4 0,48±0,09 2,69±0,26 0,99±0,24 1,28±0,21 0,42±0,032
контроль 0,48±0,02 2,82±0,24 1,09±0,31 1,31±0,18 0,42±0,021
Возраст180 сут.
1 0,88±0,10* 3,92±0,54 1,71±0,24* 1,67±0,46 0,26±0,043*
2 0,82±0,06* 3,81±0,73 1,67±0,37* 1,75±0,39 0,28±0,039*
3 0,75±0,12 3,73±0,67 1,64±0,31* 1,86±0,54 0,34±0,050*
4 0,60±0,09 3,62±0,47 1,49±0,18* 1,95±0,73 0,46±0,076
контроль 0,58±0,16 3,57±0,96 0,83±0,09 2,17±0,31 0,57±0,092
Примечание: ТАГ - триацилглицеролы, ммоль/л; ХО - холестерол общий, мм/л; Х ЛПВП - холестерол липопроте-идов высокой плотности, ммоль/л; Х ЛПНП - холестерол липопротеидов низкой плотности, ммоль/л; Х ЛПОНП -холестерол липопротеидов очень низкой плотности, ммоль/л. *Р<0,05 по 1- критерию при сравнении с контролем.
стерола из эндотелия и организма [2]. Ведущий путь химической трансформации липо-протеинов (ЛП) - избыточное перекисное окисление липидов, входящих в их состав. Перекисно модифицированные ЛПНП, с одной стороны, подвергаются захвату макрофагами и гладкомышечными клетками артериальной стенки, которые приводит к массивному накоплению в них эфиров хо-лестерола; с другой стороны, перекисная модификация ЛПНП сопровождается существенным повышением их иммуногенности. Образование аутоантител к измененным ЛПНП, захватываемым клетками артериальной стенки является дополнительным фактором повреждения артерий (деструкция под влиянием иммунных комплексов).
Физические, химические и биологические свойства ЛП зависят, с одной стороны, от соотношения между белковым и липид-ным компонентами этих частиц, а с другой, -от состава и свойств белков и липидов [6]. Наиболее крупными частицами, состоящими на 98% из липидов (преимущественно, ТАГ- на 84-87%), являются хиломикроны (ХМ). Они образуются в клетках слизистой тонкого кишечника и являются транспортной формой для пищевых нейтральных жиров. Доставляясь током лимфы в легкие, а затем в печень, они превращаются в ЛПНП и ЛПОНП, содержащие около 60% холе-стерола плазмы. ЛПВП также образуются в печени, частично, - в кишечнике и плазме крови в результате «деградации» ЛПОНП. ЛПНП наиболее атерогенны в силу ряда причин. Они транспортируют около 60% всего холестерола плазмы и способны, наряду с ЛПВП, проникать в стенку сосудов через эндотелиальный барьер, но, в отличие от ЛПВП, которые легко выводятся из стенки, способствуя выведению избытка липидов, ЛПНП задерживаются в ней [5].
Гипертрофированные при стрессах антигенные стимулы исходят от перекисно модифицированных ЛПНП, они же рассматриваются как главные факторы структурно-функциональной клеточных мембран, что и служит основной причиной возникновения патологических состояний кровеносных сосудов.
В последние годы в зоотехнической науке все более утверждается в правах гражданства характеристика рационов по критериям атерогенности и антиатерогенности. Состояние липидно-холестеролового обмена у животных нас интересует в связи с качеством продуктов питания, поставляемых этими животными для человека [1]. Иными словами, речь идет о комплексной оценке потенциальной адекватности рациона и для животного, и для человека. Без такой оценки трудно рассчитывать на получение продуктов здорового питания людей и пригодных для детского, диетического и функционального питания [4].
В последние годы во многих странах мира значительно возрос интерес к использованию свиней для медико-биологических исследований. Объясняется это тем, что строение, функционирование сердечно-сосудистой, пищеварительной и других систем, а также обмен веществ у свиней во многом сходны с таковыми у человека. Свиньи справедливо считаются одним из наиболее удобных объектов для изучения атеросклероза, так как анатомо-гистоло-гические структуры внутренней оболочки аорты и венечных сосудов у человека и свиньи весьма близки. У свиней нередко отмечаются спонтанные атеросклеротические поражения аорты и венечных артерий, патогенетически весьма близкие к атеросклеро-тическим поражениям сосудов у человека. Показатели содержания в крови холестерина и бета-липопротеидов также имеют много общего с таковыми у человека. Свиньи, как и человек, всеядные, поэтому у них холестерин в определенном количестве поступает в организм с пищей и, по-видимому, этот экзогенный холестерин имеет значение в развитии атеросклероза. Эти данные послужили предметом выбора свиней в качестве модели экспериментального атеросклероза. Для зоотехнии интерес представляет, в какой степени рационы способны профи-лактировать или провоцировать нарушения в организме животных липидно-холестеро-лового обмена, связанные с активизацией липопероксидации и вытекающими последствиями в виде повышенного содержания
67
компонентов перекисного окисления липи-дов в продуктах животного происхождения.
Заключение
В результате воздействия технологических стрессоров в стандартном производственном цикле выращивания и откорма свиней повышается уровень общей реактивности организма, что отражается на картине крови.
Анализ показателей липидного обмена в крови исследуемых свиней характеризует применение аскорбата лития как нормализующие и стимулирующие липогенез, т.е. синтез энергопластических веществ организма. Что важно при выращивании поросят раннего отъема, т.к. накопление запасов липидов в их организме повышает энергоресурсы для адаптации условиям среды и их содержания, и тем самым способствует стрессоустойчивости, сохранности и продуктивности растущего молодняка.
Выявленные эффекты аскорбата лития свидетельствуют о перспективности разработки новых эффективных способов повышения стрессустойчивости, неспецифической резистентности и продуктивности животных с помощью препаратов на основе органических солей лития.
Список литературы
1. Бабайлова Г.П. Влияние промышленной технологии на некоторые показатели крови свиноматок / Г.П. Бабайлова, Ж.А. Перевойко // Мат. межд. науч.-практ. конф: «Вопросы физиологии, содержания, кормопроизводства и кормления, селекции сельскохозяйственных животных, биологии пушных зверей и птиц, охотоведения». - Киров, 2008. - С. 25-27.
2. Галочкин В.А. Применение ноотропного адапто-гена нового поколения для регуляции интенсивности и направленности обменных процессов в организме супоросных свиноматок и подсосных поросят / В.А. Галочкин, Г.И. Боряев, А.В. Агафонова, В.П. Галочкина // Проблемы биологии продуктивных животных. - 2016. -№ 1. - С. 5-29.
3. Галочкин В.А. Разработка теоретических основ и создание антистрессовых препаратов нового поколения / В.А. Галочкин, В.П. Галочкина, К.С. Остренко // Сельскохозяйственная биология, - 2009. - №9. С.43-54.
4. Губер Н. Б. Биологическая ценность мясной продукции при использовании биологически активных веществ / Н.Б. Губер, А.З. Шакирова, Г.М. Топурия // Международный научно-исследовательский журнал. - 2013. - Т 10. - № 1. - С. 96-97.
68
5. Карпищенко А.И. Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы). СПб.: Инте-медика, 2001. - 530 с.
6. Мазгаров, И.Р. Сравнительная характеристика продуктивности стрессустойчивых свиноматок, подготовленных и неподготовленных к осуществлению репродуктивной функции / И.Р. Мазгаров // Актуальные проблемы ветеринарной медицины: М-лы междунар. науч.-практ. конф. - Троицк: Институт ветеринарной медицины Южно-Уральского государственного аграрного университета, 2005. -С. 75-79.
7. Остренко К.С. Применение аскорбата лития для регуляции липидно-холестеролового обмена и системы редукции глутатиона у супоросных свиноматок / К.С. Остренко, В.П. Галочкина, В.А. Галочкин // Ukrainian Journal of Ecology. - 2018. - Т. 8. - № 2. -С. 59-66. D0I:10.15421/2018_310.
8. Baker S. Nanoagroparticles emerging trends and future prospect in modern agriculture system. Environ Toxicol Pharmacol / S. Baker, T. Volova, S.V. Prudnikova, S. Satish, M.N. Prasad. - 2017/ - №53: 10-17. DOI: 10.1016/j.etap.2017.04.012.
9. Delgadillo Puga C. Antioxidant activity and protection against oxidative-induced damage of Acacia shaffneri and Acacia farnesiana pods extracts: in vitro and in vivo assays / Delgadillo Puga C, Cuchillo Hilario M, Espinosa Mendoza J.G., Medina Campos O., Molina Jijón E., Díaz Martínez M., Álvarez Izazaga M.A., Ledesma Solano J.Á., Pedraza Chaverri J. // BMC Complement Altern Med. - 2015. -№ 15(1): 435. DOI: 10.1186/s12906-015-0959-y.
10. Izgüt-Uysal V.N. Effect of carnitine on stress-induced lipid peroxidation in rat gastric mucosa. / V.N. Izgüt-Uysal, A. Agaf, N. Derin // J Gastroenterol. - 2001. - №36 (4): 231-6.
11. Kobayashi K. Medical-grade collagen peptide in injectables provides antioxidant protection / K. Kobayashi, Y. Maehata, Y. Okada, M. Kusubata, S. Hattori, K. Tanaka, C. Miyamoto, F. Yoshino, A. Yoshida, S.S. Takahashi, M.C. Lee // Pharm Dev Technol. - 2015. -№ 20(2): 219-26. DOI:10.3109/10837450.2013.860547.
12. Lutomski C.A. Resolution of Lipoprotein Subclasses by Charge Detection Mass Spectrometry / C.A. Lutomski, S.M. Gordon, A.T. Remaley, M.F. Jarrold // Anal Chem. - 2018/ - № 5. - 90(11): 6353-6356. DOI: 10.1021 / acs.analchem.8b01127.
13. Mahmoudian M. Natural low- and high-density lipoproteins as mighty bio-nanocarriers for anticancer drug delivery / M. Mahmoudian, S. Salatin, A.Y. Khosrou-shahi // Cancer Chemother Pharmacol. - 2018. - № 18. DOI: 10.1007/s00280-018-3626-4.
14. Merlot E. Prenatal stress, immunity and neonatal health in farm animal species / E. Merlot, H. Quesnel, A. Prunier // Animal. - 2013. - №7 (12): 2016-25. DOI: 10.1017/S175173111300147X.
15. Velarde A. Animal welfare towards sustainability in pork meat production / A. Velarde, E. Fabrega, I. Blan-co-Penedo, A. Dalmau // Meat Sci. - 2015. - № 109: 13-7. DOI:10.1016/j.meatsci.2015.05.010.
