CC BY
24
УДК 636.5.084.087.8:591.465.12
Мельниченко О.П., кандидат с.-г. наук © Бтоцертеський нацюнальний аграрный утеерситет, е-шаП:ше1а731@гашЬ1ег.ги
АНТИОКСИДАНТ1 ВЛАСТИВОСТ1 КАРОТИНО1Д1В ТА АСКОРБШОВО1 КИСЛОТИ В ЕМБР1ОГЕНЕЗ1 ПТИЦ1
Встаноелено егдмтностг актиеност1 каротиноШе та аскорбтоеог кислоти е тканинах (печшка, серце, мозок, мембрана жоеткоеого мшка та залишкоеий жоеток) перепел1е та курей протягом ембрюнального розеитку. Вияелено быьш еисокий р1еень каротиноШе та егтамту С е тканинах ембр1оше перепел1е е пор1енянш з ембрюнами курей. Р1зниця актиеност1 розглянутих антиоксидант1е е тканинах ембр1оте птиц еидге, що дослгджуеалися, достоегрна е пеет перюди ембрюнального розеитку.
Ключовi слова: антиоксидантна система, каротиногди, аскорбтоеа кислота, кург, перепела.
Кл^инний гомеостаз в нормальному фiзiологiчному сташ оргашзму може бути змшений тд дieю рiзних, як зовшшшх, так i внутршшх, факторiв. Для аеробних органiзмiв одним iз головних факторiв, що впливають на гомеостаз кл^ини, е промiжнi продукти окислення рiзних речовин. Для забезпечення ефективност клiтинного захисту проти окислювальних ушкоджень важливим е повноцiнне функцюнування антиоксидантно! системи цитоплазми i мембран [1, 2]. До И компонент входять жиророзчиннi вiтамiни (Е, А, каротино!ди), водорозчиннi речовини (аскорбiнова кислота) та ферментш системи (супероксиддисмутаза, каталаза i глутатiонпероксидаза).
Велике практичне значення мае тдтримка високого рiвня антиоксидантного захисту органiзму пiд час ембрюнального розвитку, коли вiдбуваеться закладання захисних систем оргашзму.
Враховуючи бiологiчнi особливост перепелiв [3], зокрема, природну стшюсть до iнфекцiй, а також причетшсть антиоксидантно! системи до функцiонального стану ключових систем органiзму [2], дослщження стану антиоксидантно! системи, i безпосередньо динамжи каротино!дiв та аскорбiново! кислоти, у тканинах перепелiв i порiвняння !! з iншими видами птищ е актуальним.
Метою роботи було охарактеризувати рiвень каротино!дiв та аскорбшово! кислоти в тканинах ембрiонiв перепелiв i курей в процесi ембрюнального розвитку.
Матер1али 1 методи дослщжень. Робота виконана на перепелах м'ясно! породи фараон, курях породи адлерська срiбляста. Iнкубацiю яйця здiйснювали з дотриманням стандартних вимог до певного виду птищ [4]. Зразки оргашв (печшка, серце, мозок, мембрана жовткового мшка, залишковий жовток) ембрiонiв брали тсля декапiтацi! на вiдповiдних етапах розвитку: у 9-, 11-, 13-, 15-, 17-добових ембрюшв перепелiв i курей та 19-, 21-добових ембрiонiв курей.
© Мельниченко О.П., 2010
115
Гомогенати тканин готували у 50 мМ Трк-НС1 буферi (рН=7,4) iз розведенням 1:100. Каротинощи визначали за методом Бессея [5]. Вмют вiтамiну С визначали за методикою Сурая [6]. Статистичну обробку результатiв здiйснювали з використанням ¿-критерш Стьюдента [7].
Результати дослщження. Вивчення питання ролi каротиновдв у функцюнуванш живо! клiтини завжди було актуальним. Однieю з функцiй жовтих шгменив як попередникiв вiтамiну А вивчена досить повно [8]. Але серед бшьше шж 600 описаних каротинодав лише 50 можуть перетворюватися в в^амш А, серед яких лише 20% вносять суттевий вклад в А-в^амшну забезпеченiсть живих органiзмiв [9]. Серед можливо! дп каротиновдв, що не перетворилися в вiтамiн А, в метаболiзмi ембрiональних тканин птищ заслуговуе увагу !х антиоксидантнi властивоси. Це особливо важливо у зв'язку з тим, що каротинощи мають високi антиоксидантнi властивостi в умовах пониженого парщального тиску.
Одержанi результати свщчать про те, що в ембрюнальнш печiнцi на раннiх етапах !х формування (9-11-та доба для ембрюна перепела i 11-13-та для ембрюна курки) концентращя каротинодав пщтримуеться на достатньо низькому рiвнi i протягом наступного термiну шкубацп вщбуваеться повiльне збiльшення концентраци жовтих тгменив (Рис. 1). Але в останш два днi розвитку в печшщ, як ембрiона перепела, так i курки, характерне iстотне збiльшення концентраци каротинодав (у 1,7 рази для ембрюшв перепелiв i на 60% для курей). Даний факт пов'язаний з максимальним перенесенням та накопиченням лшвдв у печiнцi в цей вжовий перiод [9]. Отже, можна припустити iснування загально транспортних механiзмiв для рiзноманiтних класiв лiпiдних речовин, у тому чи^ фосфолiпiдiв та а-токоферолу здiйснюеться за участю спещальних транспортних проте1шв.
BiK ембр|она -тканини перепела ---
17 перепел 21 курка
-тканини курки
мкг/г
40
30
20
0
11
Рис. 1. BiviicT каротино1д1в у тканинах печшки ембршшв перепел1в та курей
м'ясно!' породи (M±m; n=7; мкг/г)
Примита: - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001, nopiBHHHO з тканинами ембрюну курей вiдповiдного строку ембрюнального розвитку
В ембрюнальних тканинах мозку та серця (Рис. 2) спостер^аеться схожа динамжа: незначний р1вень на раншх стад1ях ембрюнального розвитку з подальшим зростанням каротиновдв. Варто вщм1тити, що протягом всього ембрюнального розвитку р1вень каротиновдв, як в тканинах мозку так i серця,
116
ембрюна перепела вiрогiдно перевищував рiвень цього природного антиоксиданту в тканинах вказаних оргашв ембрюна курки (р<0,001). Так як каротинощи обумовлюють пристосованiсть ембрiонiв птицi до несприятливих умов, велику резистентнiсть до стрес-факторiв, у тому числi пщвищену температуру, деякi хiмiчнi речовини, можна зробити висновок, що ембрiон перепела бшьш пристосований до температурних змш i впливу хiмiчних речовин.
А
15 19
BiK eM6pioHa
17 перепел 21 курка
-тканини перепела---тканини курки
Б
13 15
15 19
BiK ембрюна
17 перепел 21 курка
-тканини перепела---тканини курки
Рис. 2. Вмкт каротино*1щв у тканинах мозку (А) та серця (Б) ембршшв перепелiв та курей м'ясно!* породи (M±m; n=7; мкг/г)
У мембраш жовткового мiшка накопичення каротинодав розпочинаеться декiлька ранiше (Рис. 3.А), у порiвняннi з печiнкою, i за перiод дослiдження збiльшуeться у 1,4 рази у ембрюшв перепелiв i у 2,3 рази у ембрюшв курей.
А
BiK eM6pioHa
-тканини перепела---тканини курки
Рис. 3. Вмпст каротино*1щв у тканинах мембрани жовткового мiшка (А) та залишковому жовтку (Б) ембршшв перепел1в та курей м'ясно!* породи
(M±m; n=7; мкг/г)
Жовткова мембрана виконуе важливу фiзiологiчну роль у процес ембрiонального розвитку птицi , вона е своерщним продовженням тонкого кишечника та виконуе роль органу, який здшснюе поглинання та перенесення лiпiдних речовин iз залишкового жовтка у печшку й далi в iншi органи ембрiона. Таким чином, разом з шшими лiпiдними речовинами, каротинощи
5
4
3
2
0
117
поглинаються з залишкового жовтка мембраною з подальшим перенесенням в органи i насамперед в печшку.
Концентращя каротиновдв у залишковому жовтку у перiод 11 -ти добових перепелиних ембрюшв i 13-ти добових курячих ембрюшв вiрогiдно збiльшуеться (Рис. 3.Б), що напевно вiдображае переважне поглинання нелшщних речовин жовтка та значно! частини води в цей перюд ембрюнального розвитку. З моменту замикання аланто!са (9-та доба для перепела та 11-та доба для курей) i до виведенгня спостерiгаеться зниження каротинодав в залишковому жовтку на фош пiдвищення цього антиоксиданту в печшщ та мембранi жовткового мiшка.
Серед природних водорозчинних антиоксидантiв вiтамiн С вважаеться найбшьш важливим [12]. Вш разом з каротино!дами вiдiграе основну роль у гальмуваннi перекисного окислення лшвдв в рiзних модельних системах [1], а також мае здатшсть знижувати рiвень вiльних радикалiв. Антиоксидантна система ембрюшв птищ базуеться на взаемоди каротино!дiв з аскорбiновою кислотою та шшими речовинами. Варто вщм^ити, що пташине яйце взагалi не мютить вiтамiну С. Аскорбiнова кислота (АК) починае синтезуватися мембраною жовткового мшка в процесi розвитку ембрюна птицi.
Печiнка вiдiграе важливу роль у метаболiзмi аскорбiново! кислоти тваринного оргашзму. Вона е головним органом, який забезпечуе перерозподiл цього вiтамiну мiж органами та тканинами у процес розвитку. Показано (Рис. 4. А), що концентращя вiтамiну С в тканинах цього органу вiдрiзняеться на 20% на користь перепела. 1! максимум припадае на однаковий перюд - 13-та доба шкубацп перепелiв та 15-та доба iнкубацi! курей, що свщчить про однакову функщональшсть печiнки птицi обох видiв. Пюля цього спостерiгаеться незначне зниження.
Рис. 4. Вмкт аскорб1ново1 кислоти у тканинах печшки (А) та серця (Б) ембршшв перепел1в та курей м'ясно!' породи (M±m; n=7; мкг/г)
Динамiка piBra acK0p6iH0B0i' кислоти в серцi (Рис. 4.Б) дещо схожа на динам^ рiвня цього BiTaMiHy в печшщ, але в добово! птицi концентращя BiTaMiHy С збiльшуeться вiдносно рiвня в перiод накльову i становить 80,00±3,80мкг/г тканини для перепелiв i 71,22±1,78мкг/г для курей.
118
Ембрюнальний мозок птищ заслуговуе особливо! уваги, вш характеризуемся високою мiрою не насиченостi лшвдв, яка була вищою нiж в ycix розглянутих органах. Мозок здатний генерувати значно бшьше вiльних радикалiв, нiж iншi тканини [11]. Концентращя АК в даному органi переважала рiвень цього вiтамiну в ембрюнальнш печiнцi в 4-7 разiв птищ обох видiв. Максимальне пiдвищення концентраци аскорбшово! кислоти спостерiгалося в той же перюд, що i в тканинах печшки, але рiзниця активной даного антиоксиданту мiж тканинами мозку перепелiв i курей становила 7% на користь перепелiв (р<0,001). Шсля цього рiвень аскорбшово! кислоти у перепелиного та курячого ембрюна дещо знижуеться (Рис. 3.А) i сягае, вщповщно, 651,62±19,56 i 578,82±25,01мкг/г.
А
700 600 500 400 300 200 100 0
BiK ембр|она
-тканини перепела---
тканини курки
Б
мкг/г
60 -
50 -------
N. \
40 -
30 -
20 -
\Ч
10 -
п 11 13 15 19 21 курка
9 11 13 15 17 перепел
в1к ембр1она
— тканини перепела —— тканини курки
Рис. 5. Вмкт каротинощ1в у тканинах мозку (А) та мембрани жовткового м1шка (Б) ембр1он1в перепел1в та курей м'ясно!' породи (M±m; n=7; мкг/г)
Як було зазначено вище, мембрана жовткового мiшка вiдiграе важливу роль в процесi розвитку ембрюна птищ: вона синтезуе аскорбшову кислоту. Тому зрозумший той факт, що концентращя даного антиоксиданту зазнае постшного зниження, як для ембрiона перепела так i курки, але е вищою у ембрюна перепела з вiрогiдною рiзницею протягом всього ембрюнального розвиту (р<0,001). У перiод накльову (15-та доба для перепелiв i 19-та для курей) ця рiзниця була майже у два рази, хоч на початкових етапах дослщження була незначною ( 4%).
Зважаючи на порiвняно невисокий вмют каротиновдв в мозку i високий вмют аскорбiново! кислоти, виникае тдвищений iнтерес до механiзму регуляци перекисного окиснення лшвдв в цьому оргаш. Висока концентрацiя вiтамiну С може бути ефективно використана в реалiзацil нав^ь для низького рiвня каротиновдв.
Висновки: Приймаючи до уваги даш про високi антиоксидантнi властивостi каротиновдв та аскорбiново! кислоти, можна припустити, що представлене накопичення в тканинах печшки, серця, мозку та мембрани жовткового мшка носить захисну функцш та разом з iншими антиоксидантами забезпечуе надiйний антиоксидантний захист тканин вщ кисневого стресу, яким е процес виведення пташенят. Проведений аналiз виявив бiльш високий рiвень
мкг/г
13
курка
9
перепел
119
каротино1дов та BiTaMiHy С в opraHi3Mi перепелiв nopiBMHO з оргашзмом курей. Особливо це виражено в тканинах печiнки та мозку.
Отpиманi данi можуть використовуватися при розробщ нових pежимiв шкубацп i oптимiзащl вiтамiннoгo харчування птищ ряду курячих.
Л1тература
1. Вальдман А. Р. и др. Витамины животных. / А. Р. Вельдман, Р. Ф. Сурай, И. А. Ионов, Н. И. Сахацкий // Харьков : РИП «Оригинал», 1993. - 423 с.
2. Surai P. Tissue-specific changes in the activities of antioxidant enzymes during the development of the chicken embryo. - Biochem. Biophys. - 1996. -№1304. - P. 1-10.
3. Шаповалов С. О., Ионов И. А. Сравнительная характеристика активности антиоксидантной системы у птиц // Материалы IV международного симпозиума «Биологические механизмы старения» - Харьков. - 2000. - С. 59.
4. Буртов Ю.З., Владимиров Ю.Н., Голдин Ю.С. Справочник по инкубации яиц. - М.: Колос, 1983. -176 с.
5. Исследование крови животных и клиническая интерпретация полученных результатов. / Методические рекомендации для студентов ветеринарных факультетов / В.И. Левченко, П.Ф. Шевчук, Н.П. Прудеус, М.З. Черныш, Л.М. Богатко. - Белая Церковь. - 1987. - С. 32-33.
6. Сурай П.Ф., 1онов И.А. Методы анализа кормов и продуктов птицеводства: Метод. рек. - Харьков, 1989. - 95 с.
7. Плохинский Н.А. Руководство по биометрии для зоотехников. - М.: Колос, 1969. - 256 с.
8. Burton G. W., Joyce A., Ingold K. U. Is vitamin E the only lipid-soluble, chain-breaking antioxidant in human blood plasma and erytyocyte membrane // Arch. Biochem. Biophys. - 1983. - Vol. 221, №1. - P. 281-290.
9. Noble R. С., Cocchi M. Lipid metabolism and the neonatal chicken // Prog. Lipids. - 1990. - Vol. 29. - P. 107-140.
10. Ghiselli A., Serafini M., Maiani G., Azzini E., Ferroluzzi A. A fluorescence-based method for measuring total plasma antioxidant capability // Free Radical Biol. Med. - 1995. - V. 18, №1. - P. 29-36.
11. Englard S., Seifter S. The biochemical function of ascorbic acid // Ann. Rev. Nutr. - 1986. - №6. - P. 365-406.
Summary
It is shown dynamics of carotenoids activity and ascorbic acid of quail and hen embryos of meat breeds in a liver, heart, brain, yolk sac membrane and resting yolk . The results of the present study indicate that different tissues of the embryo display distinct development strategies with regard to the acquisition of antioxidant capacity. It is detected the difference between the antioxidant antioxidant activity of quail and hen embryos tissues.
Key words: antioxidant systems, carotenoid, ascorbic acid, hens, quails.
Стаття надшшла доредакцИ 9.09.2010
120
