Научная статья на тему 'Влияние различных доз ультрафиолетового облучения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в организме телят'

Влияние различных доз ультрафиолетового облучения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в организме телят Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

CC BY
264
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕЛЯТА / УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ / ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ / ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС / АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС / ГИДРОПЕРЕКИСИ ЛИПИДОВ / ДИЕНОВЫЕ КОНЪЮГАТЫ / МАЛОНОВЫЙ ДИАЛЬДЕГИД / ЦЕРУЛОПЛАЗМИН / ВИТАМИН Е / CALVES / ULTRAVIOLET IRRADIATION / LIPID PEROXIDATION / OXIDATIVE STRESS / ANTIOXIDANT STATUS / LIPID PEROXIDES / DIENE CONJUGATES / MALONIC DIALDEHYDE / CERULOPLASMIN / VITAMIN E

Аннотация научной статьи по ветеринарным наукам, автор научной работы — Симонова Н. В.

Исследовано влияние различных доз ультрафиолетового облучения на степень накопления первичных (гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов) и вторичных (малонового диальдегида) продуктов пероксидации и активность основных компонентов АОС (церулоплазмина, витамина Е) в плазме крови облучаемых животных. Показано, что с увеличением дозы облучения до 133 мэрч/м2 интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран возрастает на фоне изменения антиоксидантного статуса теплокровного организма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по ветеринарным наукам , автор научной работы — Симонова Н. В.

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

EFFECT OF THE VARIOUS DOSES OF ULTRAVIOLET IRRADIATION ON THE BIOMEMBRANE LIPIDS PEROXIDATION PROCESS INTENCITY IN CALF ORGANIZM

The effect of different doses of ultraviolet irradiation on the accumulation level of primary ( lipid peroxides, diene conjugates) and secondary (malonic dialdehyde ) peroxidation products and the main АОС components activity (ceruloplasmin, vitamine E) in blood plasma of the irradiated animals is researched. It is shown that dose increase to 133 M/m2 results in increase of the biomembrane lipid peroxidation process intensity together with changes in the warm-blooded organizm antioxidant status.

Текст научной работы на тему «Влияние различных доз ультрафиолетового облучения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в организме телят»

2. Микотоксикозы в птицеводстве и меры борьбы с ними / Б.Ф. Бессарабов [и др.] // Ветеринария с.-х. животных. - М., 2007. - №10. - С. 11-16.

3. Голубкина Н.А., Папазян Т.Т. Селен в питании: растения, животные, человек. - М.: Печатный город, 2006. - 254 с.

4. Минина Л.А. Фармакотоксическая оценка полиминерального премикса используемого при профилактике эндемических болезней овец // Тр. ВИЭВ. - 1983. - Т.38. - С. 91-99.

5. Минина Л.А., Цыренжапов О.Ц., Прудеева Е.Б. Лечебно-профилактические препараты на основе цеолитов Шивыртуйского месторождения /Л.А. Минина // Ветеринарные проблемы Забайкалья. - Новосибирск, 1997. - С. 24-29.

6. Павленко Ю.В. Цеолитовые месторождения Забайкалья. - Чита, 2000. - 100 с.

7. Романов Г.А. Животноводству полнорационные корма. - М.: Астра-полиграфия, 2009. - С. 355-408.

8. Ромашевская Е.И., Величковский Б.Т. Медико-биологические аспекты применения цеолитов в животноводстве и птицеводстве // Природные цеолиты в социальной сфере и охране окружающей среды. - Новосибирск, 1990. - С. 72-77.

9. Тремасов М.Я., Иванов А.В. К регламентированию экотоксикантов при комплексном воздействии на организм // Научные основы обеспечения защиты животных от экотоксикантов, радионуклидов и возбудителей опасных инфекционных заболеваний: мат-лы Междунар. симп. - Казань, 2005. - C. 254-256.

10. Шадрин А.М. Синицин В.А., Рыбаченко М.Д. Цеогулит для профилактики микотоксикозов у цыплят // Ветеринария. - 2006 . - №11. - С. 37-40.

11. Шадрин А.М., Гамидов М.Г. цеолиты для профилактики болезней животных // Ветеринария с.-х. животных. - 2007. - №3. - С.66-67.

12. Цукая Н.Ш. Японский опыт использования природных цеолитов. - Тбилиси, 1985. - 129с.

'--------♦------------

УДК 66.085.3:616-092:636.082.35 Н.В. Симонова

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ДОЗ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ БИОМЕМБРАН В ОРГАНИЗМЕ ТЕЛЯТ

Исследовано влияние различных доз ультрафиолетового облучения на степень накопления первичных (гидроперекисей липидов, диеновых конъюгатов) и вторичных (малонового диальдегида) продуктов пероксидации и активность основных компонентов АОС (церулоплазмина, витамина Е) в плазме крови облучаемых животных. Показано, что с увеличением дозы облучения до 133 мэрч/м2 интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран возрастает на фоне изменения антиоксидантного статуса теплокровного организма.

Ключевые слова: телята, ультрафиолетовое облучение, перекисное окисление липидов, окислительный стресс, антиоксидантный статус, гидроперекиси липидов, диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид, церулоплазмин, витамин Е.

N.V. Simonova EFFECT OF THE VARIOUS DOSES OF ULTRAVIOL ET IRRADIATION ON THE BIOMEMBRANE LIPIDS PEROXIDATION PROCESS INTENCITY IN CALF ORGANIZM

The effect of different doses of ultraviolet irradiation on the accumulation level of primary ( lipid peroxides, diene conjugates) and secondary (malonic dialdehyde ) peroxidation products and the main АОС components activity (ceruloplasmin, vitamine E) in blood plasma of the irradiated animals is researched. It is shown that dose increase to 133 M/m2 results in increase of the biomembrane lipid peroxidation process intensity together with changes in the warm-blooded organizm antioxidant status.

Key words: calves, ultraviolet irradiation, lipid peroxidation, oxidative stress, antioxidant status, lipid peroxides, diene conjugates, malonic dialdehyde, ceruloplasmin, vitamin E.

Процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ) биомембран, рассматриваемые прежде как патологические, приобрели иную значимость в свете современных данных [3, 9], поскольку стационарный уровень ПОЛ характерен для метаболизма всех нормальных тканей, являясь, в частности, одним из инструментов

быстрой модификации свойств биологических мембран и мембранозависимых процессов [2]. Интенсивность ПОЛ клетки определяется деятельностью систем, генерирующих свободные радикалы, с одной стороны, ферментной и неферментной систем антиоксидантной защиты - с другой [5]. Адекватность защиты обеспечивается согласованностью действия всех звеньев этой сложной цепи. Ультрафиолетовые лучи (УФЛ) подвергают модификации клеточные мембраны, изменяя проницаемость мембран и мембранных транспортных систем [6, 10], приводят к напряжению систему антиоксидантной защиты организма и могут вызвать «окислительный стресс», проявляющийся на молекулярном, клеточном и организменном уровне, что является патогенетическим моментом в развитии многих заболеваний и патологических состояний [4, 8]. Учитывая необходимость использования и широкое применение в животноводческих комплексах ультрафиолетового облучения (УФО) в осенне-зимний период для повышения резистентности телят [1, 7] и базируясь на факте повышения интенсивности процессов пероксидации в условиях воздействия УФЛ, мы посчитали целесообразным исследовать влияние различных доз УФО на состояние перекисного окисления липи-дов/антиоксидантной системы (ПОЛ/АОС) в теплокровном организме.

Цель исследования: изучение влияния различных доз УФО на степень накопления продуктов перок-сидации и состояние антиоксидантной системы в организме телят.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования стали телята черно-пестрой породы (массой 35 кг при рождении) с 7-дневного до 5-месячного возраста. Подопытные и контрольные группы формировали по принципу аналогов с учетом возраста, пола, живой массы по 15 животных в каждой группе. Исследования проводились на базе животноводческого комплекса «Чигиринский» Благовещенского района Амурской области. Ультрафиолетовое облучение проводили через день в течение 5 месяцев с использованием ртутно-кварцевой горелки ДРТ-400, которая подвешивалась под потолком на дросселе на расстоянии

1,5 м от спины животных. Животные были разделены на 4 группы: 1-я группа - подвергалась воздействию УФЛ в дозе 53 мэрч/м2 (время экспозиции 10 мин.); 2-я группа - воздействию УФЛ в дозе 80 мэрч/м2 (экспозиция 15 мин.); 3-я группа - воздействию УФЛ в дозе 133 мэрч/м2 по 25 минут; 4-я группа - контрольная, животные которой не облучались. Забор крови проводили в конце каждого месяца эксперимента. В пробах крови определяли содержание продуктов ПОЛ (диеновая конъюгация липидов в липидных экстрактах, гидроперекиси липидов по методике И. Д. Стальной; МДА (малоновый диальдегид) по цветной реакции с тиобарби-туровой кислотой) и основных компонентов АОС (церулоплазмин по методике В. Г. Колба,

В. С. Камышникова; витамин Е по методике Р. Ж. Киселевич, С. И. Скварко) в плазме крови. Статистическую обработку проводили с использованием параметрического критерия Стъюдента.

Результаты и обсуждение. Результаты исследования показали, что ультрафиолетовое облучение животных приводит к увеличению содержания продуктов ПОЛ в крови на различных этапах эксперимента (табл. 1). Так, уровень гидроперекисей липидов в первой подопытной группе к концу первого месяца эксперимента был выше аналогичного показателя в контроле на 8 %, в последующие два месяца наблюдалось некоторое снижение содержания гидроперекисей липидов в данной группе телят, к концу эксперимента данный показатель вырос до 34,8 ± 1,9 нмоль/мл, что превысило контроль на 21 % (р < 0,05). В крови животных второй подопытной группы во все месяцы исследований уровень гидроперекисей липидов был выше аналогичного показателя в контрольной группе телят на 5-22 % (р < 0,05). Анализируя содержание гидроперекисей в третьей подопытной группе в динамике, удалось констатировать, что облучение животных УФЛ в дозе 133 мэрч/м2 с временем экспозиции 25 минут приводит к постепенному стабильному росту данного показателя к концу исследований: в конце первого месяца эксперимента уровень гидроперекисей липидов был выше на 15 % по сравнению с контролем, к концу второго месяца - на 19 %, третьего - на 24 % (р<0,05), четвертого - на 24 % (р < 0,05), пятого - на 32 % (р < 0,05). Достоверность результатов во всех подопытных группах к концу исследований подтверждает тенденцию к росту содержания гидроперекисей липидов в условиях длительного ультрафиолетового облучения.

Таблица 1

Содержание гидроперекисей липидов в плазме крови телят, нмоль/мл

Месяц 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я - контроль

I 28,5 ± 2,0 30,1 ± 1,8 30,8 ± 2,0 26,4 ± 1,8

II 25,4 ± 1,8 26,0 ± 2,8 30,5 ± 2,2 24,8 ± 2,0

III 26,2 ± 2,2 32,6 ± 3,1 34,6 ± 2,1* 26,3 ± 1,9

IV 32,5 ± 2,0 32,5 ± 2,5 38,1 ± 2,9* 29,2 ± 1,5

V 34,8 ± 1,9* 35,2 ± 2,0* * ,8 2, +1 ,4 0, 4 27,5 ± 1,6

* достоверность различий между опытными и контрольной группами (р < 0,05).

Исследование уровня диеновых конъюгатов в плазме крови телят на фоне ультрафиолетового облучения показало (табл. 2), что облучение животных УФЛ в дозе 53 мэрч/м2 с временем экспозиции 10 минут способствует увеличению содержания последних во все месяцы эксперимента от 6 до 20 %, причем к концу третьего месяца исследований данные различия достоверны (р < 0,05). Во второй подопытной группе животных уровень диеновых коньюгатов превышал аналогичный показатель в контрольной группе телят на 26 % к концу первого месяца (р < 0,05), к концу второго месяца - на 14 %, третьего - на 19,1 % (р < 0,05), четвертого - на 33 % (р < 0,05), пятого - на 20,4 %. Ультрафиолетовое облучение телят в дозе 133 мэрч/м2 способствовало достоверному увеличению содержания диеновых коньюгатов во все месяцы эксперимента, причем к концу четвертого данный показатель превысил аналогичный в контрольной группе животных на 43 % (р < 0,05), к концу пятого - на 38 % (р < 0,05).

Таблица 2

Содержание диеновых конъюгатов в плазме крови телят, нмоль/мл

Месяц 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я - контроль

I 46,8 ± 2,6 50,6 ± 3,6* 59,7 ± 3,0* 37,6 ± 2,8

II 42,2 ± 3,4 46,0 ± 2,8 52,2 ± 3,1* 39,9 ± 3,0

III * ,2 2, +1 ,4 Г-“ 4 48,2 ± 2,6* 61,7 ±4,6* 39,0 ± 2,0

IV 46,2 ± 3,0 * ,5 3, +1 ,0 6, 5 * ,5 4, +1 ,4 5, 6 37,3 ± 2,6

V 47,8 ± 3,5 50,5 ± 3,7 65,1 ± 4,8* 40,2 ± 3,2

* достоверность различий между опытными и контрольной группами (р < 0,05).

Несколько иную картину удалось констатировать при исследовании содержания вторичного продукта пероксидации - малонового диальдегида (табл. 3), уровень которого на начало эксперимента (конец первого месяца) во всех облучаемых группах практически не отличался от такового в контрольной группе животных и был ниже в первой подопытной группе к концу второго месяца исследований. Однако к концу четвертого месяца наметилась четкая тенденция к росту содержания МДА во всех облучаемых группах, уровень которого превысил контроль на 32 % в первой подопытной группе (р < 0,05), на 39,3 % - во второй (р < 0,05), на 37,1 % - в третьей (р < 0,05); к концу пятого месяца в первой подопытной группе содержание МДА было выше, чем в контроле на 30 % (р < 0,05), во второй - на 38 % (р < 0,05), в третьей - на 3б % (р < 0,05).

Таблица 3

Содержание малонового диальдегида в плазме крови телят, нмоль/мл

Месяц 1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я - контроль

I 3,8 ± 0,5 4,0 ± 0,9 5,1 ± 0,8 4,0 ± 0,4

II 3,8 ± 0,4 4,5 ± 0,4 5,2 ± 0,8 3,9 ± 0,5

III 4,6 ± 0,8 5,0 ± 0,6 5,6 ± 0,5* 3,8 ± 0,36

IV 5,0 ± 0,5* 5,6 ± 0,7* 5,4 ± 0,5* 3,4 ± 0,3

V 5,2 ± 0,5* 5,8 ± 0,8* 5,6 ± 0,6* 3,6 ± 0,3

* достоверность различий между опытными и контрольной группами (р < 0,05).

Таким образом, изучение влияния длительного ультрафиолетового облучения в различных дозах на степень накопления первичных и вторичных продуктов перекисного окисления липидов биомембран в крови телят показало, что при воздействии УФЛ в дозе 133 мэрч/м2 с временем экспозиции 25 минут резко повышается интенсивность свободнорадикального окисления липидов в теплокровном организме, следствием которого является повышение уровней всех исследуемых продуктов пероксидации во все месяцы исследований; при уменьшении дозы до 53 мэрч/м2 и времени экспозиции до 10 минут состояние процессов перекисного окисления липидов более или менее стабилизируется, что находит свое отражение в уменьшении содержания основных продуктов ПОЛ в крови животных.

Результаты исследования основных компонентов АОС в плазме крови телят в условиях воздействия УФЛ показали (рис. 1), что длительное облучение животных приводит к снижению содержания данных показателей в крови на различных этапах эксперимента. Так, уровень церулоплазмина в первой подопытной группе к концу первого и второго месяцев эксперимента практически не отличался от аналогичного показателя в контроле, в последующие три месяца наблюдалось снижение содержания церулоплазмина в данной группе телят и к концу эксперимента данный показатель был меньше, чем в контрольной группе животных на

39,5 % (р < 0,05). В крови животных второй подопытной группы во все месяцы исследований уровень церулоплазмина был ниже аналогичного показателя в контрольной группе телят на 12,3—25 %, за исключением третьего месяца исследований, когда показатель превысил контроль на 6,5 %.

Рис. 1. Динамика изменений уровня церулоплазмина в плазме крови телят в течение 5 месяцев

Анализируя содержание церулоплазмина в третьей подопытной группе в динамике, удалось констатировать, что облучение животных УФЛ в дозе 133 мэрч/м2 приводит к постепенному достоверному снижению данного показателя к концу исследований: в конце первого месяца эксперимента уровень церулоплазмина был ниже на 25 % по сравнению с контролем (р < 0,05), к концу второго месяца - на 34 % (р < 0,05), третьего - на 40 % (р < 0,05), четвертого - на 39,8 % (р < 0,05), пятого - на 56 % (р < 0,05). Исследование уровня витамина Е в плазме крови телят на фоне ультрафиолетового облучения показало (рис. 2), что облучение животных УФЛ в дозах 53 мэрч/м2 и 80 мэрч/м2 в течение месяца способствует некоторому увеличению содержания витамина Е относительно контрольной группы животных, однако во все последующие месяцы исследования в первой подопытной группе наблюдается снижение уровня данного показателя, который к концу эксперимента был ниже аналогичного показателя в контроле на 23 % (р < 0,05). Во второй подопытной группе к середине исследований констатировано снижение содержания витамина Е до 40,0 ± 3,2 мкг/мл, который в последующие два месяца вновь имел тенденцию к росту, однако данные различия недостоверны. В третьей подопытной группе животных уровень витамина Е был ниже аналогичного показателя в контрольной группе телят на 16,6 % к концу первого месяца, к концу второго месяца - на 31 % (р < 0,05), третьего - на 21 %, четвертого - на 40 % (р < 0,05), пятого - на 41 % (р < 0,05).

Рис. 2. Динамика изменений уровня витамина Е в плазме крови телят в течение 5 месяцев

Таким образом, исследование влияния различных доз ультрафиолетового облучения на уровень основных компонентов АОС в теплокровном организме отразило тенденцию к снижению церулоплазмина и витамина Е в динамике по отношению к контрольной группе животных во все месяцы эксперимента. Оценивая достоверность полученных результатов, важно отметить, что при облучении УФЛ в дозе 133 мэрч/м2 по 25 минут уменьшение основных компонентов АОС относительно контроля на протяжении всего эксперимента было наибольшим и достоверным.

В наших экспериментах был подтвержден факт активации процессов ПОЛ ультрафиолетовым облучением, о чем свидетельствует увеличение содержания первичных и вторичных продуктов пероксидации в плазме крови телят, причем с увеличением дозы облучения интенсивность свободнорадикального окисления возрастает, т.е. имеет место дозозависимый эффект, что связано, по нашему мнению, с механизмом действия УФО.

Выводы

1. УФО телят в дозе 133 мэрч/м2 (время экспозиции 25 мин) в течение пяти месяцев способствует повышению интенсивности свободнорадикального окисления липидов, основанному на лавинообразном накоплении первичных и вторичных продуктов пероксидации во все месяцы исследований на фоне снижения активности основных компонентов АОС.

2. При уменьшении дозы облучения до 53 мэрч/м2 и времени до 10 минут состояние процессов пере-кисного окисления липидов стабилизируется, что находит свое отражение в уменьшении содержания основных продуктов ПОЛ в крови животных.

3. УФО телят в дозе 53 мэрч/м2 не влияет на активность основных компонентов АОС в первый месяц облучения и способствует снижению содержания церулоплазмина и витамина Е в динамике к концу пятого месяца эксперимента.

Литература

1. Беккер Р.И. К вопросу о физиологическом обосновании дозирования ультрафиолетового облучения животных // Мат-лы 2-го Всерос. совещания физиологов и анатомов педагогических институтов. - М., 1983. - C. 23-27.

2. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов и природа антиоксидантов // Успехи химии. - 1985. - Т. 54. - Вып. 9. - С. 1540-1558.

3. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах // Соросов. образов. журн. ISSEP. -2000. - Т. 6. - № 12. - С. 13-19.

4. Кармолиев Р.Х. Свободнорадикальная патология в этиопатогенезе болезней животных // Ветеринария. - 2005. - № 4. - С. 42-48.

5. Система антиоксидантной защиты организма и старение / А.А. Подколзин [и др.] // Профилактика старения. - 2000. - № 3. - С. 18-36.

6. Потапенко А.Я. Действие света на человека и животных // Соросов. образов. журн. - 1996. - № 10. -

С. 13-21.

7. Симонова Н.П. Обоснование применения ультрафиолетового облучения сельскохозяйственных животных и птицы в условиях промышленной технологии: автореф. дис................д-ра с.-х. наук. - Новоси-

бирск, 1997. - 52 с.

8. Томчук В.А., Мельничук Д.А. Перекисное окисление липидов крови телят, больных диспепсией // Ветеринария. - 2003. - № 8. - С. 35-37.

9. Forman, H.J. Oxygen radicals: systemic events and disiese processes. - Basel: Karger, 1999. - P. 71.

10. Punnonen K., Puntela A., Ahotupa M. Effects of ultraviolet A and B irradiation on lipid peroxidation and activity of the antioxidant enzymes in keratinocytes in culture // Photochem. Photoimmunol. Photomed. - 1991. -№2. - Р. 3-6.

'--------♦------------

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.