CC BY
32
УДК 619:636.4
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ СЕРОТОНИНЕРГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ У ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ В ВОЗРАСТНОМ АСПЕКТЕ
СЕИН О.Б.,
доктор биологических наук, профессор кафедры хирургии и терапии ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 53-15-55.
МИХАЙЛОВ К.А.,
заведующий экспериментально-биологической клиникой ФГБОУ ВО Курский ГМУ Минздрава России, тел. 58-00-63.
САРГСЯН Э.Г.,
аспирант кафедры хирургии и терапии ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 53-15-55. ХОЛОША А.С.,
аспирант кафедры хирургии и терапии ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 53-15-55.
Реферат. Статья посвящена исследованию функционального состояния серотонинергической системы у разных видов домашних животных. Эксперименты проводились на кроликах породы советская шиншилла, собаках среднепородного типа, овцах романовской породы, бычках черно-пестрой породы и свиньях крупной белой породы. Было проведено две серии экспериментов. В первой серии изучали содержание серотонина в возрастном аспекте. Для этого у всех животных брали кровь в 6, 12 и 24-месячном возрасте. Во второй серии исследовали содержание серотонина после скармливания триптофана, являющегося предшественником серо-тонина, при его синтезе в организме. В ходе проведенных исследований было установлено, что у всех видов подопытных животных с увеличением возраста уровень серотонина в крови повышается. При этом наиболее высокое содержание серотонина отмечалось в 24-месячном возрасте: у кроликов оно составляло 1,3±0,07; у собак - 1,2±0,05; у бычков - 1,6±0,08; у свиней - 1,4±0,06 мкмоль/л. У овец наиболее высокий уровень серо-тонина регистрировался в 12 мес. Скармливание триптофана сопровождалось достоверным увеличением се-ротонина в крови животных на 2 и 3 сутки, что подтверждает его роль в синтезе данного биогенного амина. Относительно низкое содержание серотонина после введения триптофана регистрировалось у собак (1,1±0,09 - 1,6±0,07 мкмоль/л), а наиболее высокое - у крупного рогатого скота (1,5±0,07 - 2,2±0,05 мкмоль/л). Полученные данные дополняют существующие представления о функциональной активности серотонинергической системы и могут быть использованы при разработке новых способов регуляции физиологических процессов у домашних животных.
Ключевые слова: домашние животные, кровь, нейромедиатор, рецепторы, серотонинергические структуры, серотонин, триптофан.
FUNCTIONAL ACTIVITY OF THE SEROTONINERGIC SYSTEM AT ANIMAL DOMESTIC AGE IN THE AGE
SEIN O.B.,
Doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Surgery and Therapy FGBOU VO Kursk State Agricultural Academy, tel. 53-15-55.
MIKHAILOV K.A.,
Head of the Experimental Biological Clinic of the State Pedagogical University of Kursk in the Ministry of Health of the Russian Federation, tel. 58-00-63.
SARGSYAN E.G.,
post-graduate student of the Department of Surgery and Therapy of the State Pedagogical University of VO Kursk State Agricultural Academy, tel. 53-15-55.
HOLOSHA A.S.,
post-graduate student of the Department of Surgery and Therapy of the State Pedagogical University of VO Kursk State Agricultural Academy, tel. 53-15-55.
Essay. The article is devoted to the study of the functional state of the serotonergic system in different species of domestic animals. Experiments were carried out on rabbits of the Soviet chinchilla breed, medium breed type dogs,
Romanovian sheep, black-motley bulls and large white pigs. Two series of experiments were carried out. In the first series, the serotonin content was studied in the age aspect. To do this, all animals took blood at 6, 12 and 24 months of age. In the second series, the serotonin content was examined after feeding tryptophan, a precursor of serotonin, when it was synthesized in the body. In the course of the studies it was found that in all types of experimental animals with increasing age the serotonin level in the blood rises. The highest serotonin content was observed at 24 months of age: in rabbits it was 1.3 ± 0.07; in dogs - 1,2 ± 0,05; in bull-calves - 1.6 ± 0.08; in pigs - 1.4 ± 0.06 ^mol / l. In sheep, the highest serotonin level was recorded at 12 months. The feeding of tryptophan was accompanied by a significant increase in serotonin in the blood of animals on days 2 and 3, which confirms its role in the synthesis of this biogenic amine. The relatively low serotonin content after the administration of tryptophan was registered in dogs (1,1 ± 0,09 - 1,6 ± 0,07 ^mol / l), and the highest in cattle (1,5 ± 0,07 - 2, 2 ± 0.05 ^mol / l). The obtained data supplement existing concepts of the functional activity of the serotonergic system and can be used in the development of new methods for regulating physiological processes in domestic animals.
Key words: pets, blood, neurotransmitter, receptors, serotonergic structures, serotonin, tryptophan.
Введение. Учитывая роль серотонина в физиологических процессах в последние годы внимание ученых привлекает серотонинергическая система и ее структуры. Особенностью этой системы является то, что она принимает активное участие в управлении работой мозга, посредством трансмиттера серотони-на. Данная система представлена нейронами, тела которых располагаются в ядрах шва продолговатого мозга. Установлено, что теласеротонинергических нейронов формируют две группы ядер. Первые скапливаются преимущественно в ростральной части мозга, их нейроны иннервируют лимбическую систему, базальные ганглии, кору больших полушарий. Вторые - располагаются в продолговатом мозге, их аксоны формируют нисходящие пути, идущие в ствол мозга и спинной мозг, они участвуют в регуляции двигательной активности, вегетативных функций, в проведении болевой чувствительности [1, 2,
3].
Биологическая активность серотонина связана с наличием серотониновых рецепторов, локализованных в различных участках нервной системы и тканях организма. Так, М-рецепторы находятся преимущественно в центральной нервной системе, D-рецепторы - в центральной нервной системе и гладких мышцах, Т-рецепторы, располагаются в окончаниях эфферентных нервов. Помимо этого различают рецепторы в зависимости от реализации внутриклеточных эффектов и их фармакологического сродства с некоторыми пептидами [1, 4].
Впервые о серотонине, как химическом соединении, стало известно в 1948 году, когда он был выделен из тканей органов многих видов животных и некоторых растений М. Раппортом в Кливлендской клинике.
У животных наибольшие концентрации серото-нина обнаруживаются в синапсах центральной нервной системы, а так же в энтеро-хромафинных клетках желудочно-кишечного тракта. При этом последние являются основным местом синтеза, локализации и источником поступления серотонина в кровь.
Биологическим предшественником серотонина в организме животных является незаменимая аминокислота триптофан, который под действием ряда специфических ферментов декарбоксилирует 5-окситриптофан в серотонин. После окислительного
дезаминирования с участием моноаминоксидазы се-ротонин выводится из организма с мочой [1, 3, 5].
В настоящее время экспериментально подтверждено участие серотонина во многих физиологических процессах. Являясь, типичным нейротрасмит-тером серотонин принимает участие в регуляции высшей нервной деятельности, в частности полового и пищевого поведения, формировании чувства боли и сна. Серотонин так же способен оказывать периферические эффекты. Он активизирует сокращения гладких мышц кишечника, сосудов, бронхов, а так же других органов и систем организма [1, 6, 7]. Приведенные примеры указывают на то, что являясь одновременно нейромедиатором и тканевым гормоном, серотонин участвует в формировании и регуляции физиологических функций и подержании гомеостаза.
Несмотря на то, что биологические эффекты се-ротонина хорошо изучены, многие из них требуют дополнительного уточнения. В частности, в источниках литературы мало сведений о содержании серо-тонина у домашних животных в связи с возрастом, породой, продуктивностью, уровнем кормления. Учитывая это, целью нашей работы являлось изучение содержания серотонина в крови домашних животных разных видов и разного возраста, а так же о влиянии на его уровень триптофана.
Материал и методика исследования. Эксперименты проводились на кроликах породы советская шиншилла содержащихся в экспериментально-биологической клинике Курского ГМУ, овцах романовской породы, свиньях крупной белой породы принадлежащих частным фермерским хозяйствам, бычках черно-пестрой породы учебно-опытного хозяйства Курской государственной сельскохозяйственной академии имени И.И. Иванова, беспородных собаках находившихся в условиях Курской областной ветеринарной станции.
Было проведено две серии экспериментов. В первой серии изучали содержание серотонина в крови животных в возрастном аспекте. С этой целью у подопытных животных брали кровь в 6, 12 и 24-месячном возрасте. Во второй серии изучали содержание серотонина после индивидуального скармливания триптофана (фирма NowFoodsСША) в дозе 2.0/гол. ежедневно в течение 2 дней подряд. Контролем являлись животные, которым триптофан не давали. У всех животных ис-
следовали кровь до скармливания, на 2 и 3 дни после скармливания триптофана.
В крови животных определяли общие гематологические показатели (СОЭ, эритроциты, лейкоциты, гемоглобин) с использованием общепринятых методик и автоматического гематологического анализатора Rayto (RT-7600S Китай, версия для ветеринарии), а так же содержание серотонина с применением высокоэффективного жидкостного хроматографа Agilent 1260 Infinity (США).
Полученные экспериментальные данные подвергались биометрической обработке с использованием метода периодов. При этом для определения достоверности разности средних арифметических за исходную величину брали показатели, полученные в 6-месячном возрасте животных. Цифровой материал обрабатывался с использованием прикладных компьютерных программ.
Результаты исследования. В ходе определения общих гематологических показателей было установлено, что все они находились в пределах физиологических границ (таблица 1). При этом для кроликов, собак и овец было характерным повышение содержания эритроцитов и гемоглобина с увеличением
возраста. У бычков и свиней наоборот, содержание данных показателей с возрастом животных уменьшалось. Что касается лейкоцитов, то особой закономерности в их содержании у подопытных животных выявлено не было.
Содержание серотонина в крови кроликов колебалось в пределах 1,2-1,4 мкмоль/л (рисунок 1). При этом у кроликов 24-месячного возраста его уровень был достоверно (р<0,05) больше, чем у 6-месячных животных.
У собак отмечалась аналогичная «картина», с увеличением возраста содержание серотонина также повышалось. В тоже время его увеличение в данном случае было менее выраженным. Если у собак 6-месячного возраста содержание серотонина составляло 1,0±0,05 мкмоль/л, то у 2-летних животных оно достигало 1,2±0,07 мкмоль/л.
У овец содержание серотонина было относительно больше по сравнению с кроликами и собаками в период эксперимента и находилось, в пределах 1,2-1,7 мкмоль/л. При этом минимальный его уровень отмечался в 6 месяцев, а максимальный - в 12 месяцев.
Наименование показателя Возраст животных, мес.
6 12 24
КРОЛИКИ
СОЭ мм/час 2,3±0,6 2,1±0,7 2,2±0,8
Эритроциты 1012 /л 6,1±0,7 6,0±0,8 6,3±0,5
Лейкоциты 109 /л 7,7±0,8 7,9±0,5 8,0±0,7
Гемоглобин г/л 110,0±3,8 108,5±3,7 115,0±4,0
СОБАКИ
СОЭ мм/час 4,4±0,7 4,2±0,8 4,3±0,6
Эритроциты 1012 /л 6,7±0,8 6,8±0,5 6,9±0,4
Лейкоциты 109 /л 9,3±0,6 9,2±0,8 9,4±0,5
Гемоглобин г/л 120,0±4,8 120,0±5,0 125,0±4,0
ОВЦЫ
СОЭ мм/час 1,0±0,5 1,0±0,4 1,2±0,5
Эритроциты 1012 /л 8,8±0,7 9,0±0,6 9,3±0,6
Лейкоциты 109 /л 8,1±0,5 8,4±0,6 8,3±0,7
Гемоглобин г/л 114,0±5,7 118,0±6,3 123,5±6,0
крупный рогатый скот
СОЭ мм/час 1,5±0,6 1,6±0,4 1,6±0,6
Эритроциты 1012 /л 6,9±0,2 6,6±0,3 6,5±0,2
Лейкоциты 109 /л 7,3±0,5 7,5±0,8 7,4±0,7
Гемоглобин г/л 110,5±6,3 108,0±5,3 104,5±6,0
СВИНЬИ
СОЭ мм/час 3,7±0,7 3,5±0,8 3,6±0,9
Эритроциты 1012 /л 6,3±0,4 6,5±0,3 6,4±0,2
Лейкоциты 109 /л 9,4±0,8 9,6±0,8 9,5±0,7
Гемоглобин г/л 98,5±3,7 100,0±4,0 98,0±3,8
Таблица 1 - Общие гематологические показатели у подопытных животных в период проведения экспериментов
Рисунок 1 - Содержание серотонина в крови кроликов, собак и овец
Рисунок 2 - Содержание серотонина в крови крупного рогатого скота и свиней
2,5
1,5
0,5
кролики I собаки овцы
до скармливания триптофана
2 день после скармливания триптофана
3 день после скармливания триптофана
2
1
0
Рисунок 3 - Содержание серотонина в крови кроликов, собак и овец до и после скармливания триптофана
Рисунок 4 - Содержание серотонина в крови крупного рогатого скота и свиней до и после скармливания триптофана
до скармливания 2 день после 3 день после
триптофана скармливания скармливания
триптофана триптофана
У свиней содержание серотонина находилось в границах 1,1-1,4 мкмоль/л: минимальный уровень регистрировался в 6 месяцев, а максимальный - в 24 месяца (рисунок 2).
При исследовании серотонина у крупного рогатого скота было установлено, что максимального значения его концентрация в крови достигала у бычков более старшего возраста. Так, у 24-месячных животных его уровень был на 0,3 мкмоль/л больше, чем у бычков в 6 месяцев.
Результаты исследований представленные на рисунках 3 и 4 свидетельствуют о том, что у всех подопытных животных, после скармливания триптофана содержание серотонина в крови достоверно (р<0,05) повышалось. При этом наиболее выраженное увеличение данного биогенного амина регистрировалось у бычков (1,2-2,2 мкмоль/л) и кроликов (1,0-2,0 мкмоль/л), а наименьший его уровень отмечался у собак (0,7-1,7 мкмоль/л).
Выводы. Проведенные нами исследования свидетельствуют о том, что с увеличением возраста жи-
вотных, включенных в эксперимент содержание се-ротонина в крови, повышается. Это свидетельствует о том, что в раннем возрасте серотонинергическая система находится в стадии становления, а с возрастом животных функциональная активность стабилизируется. Можно предположить, что изменения в серотонинергической системе связанны с активацией метаболизма и поддержанием гомеостаза растущих животных.
В свою очередь результаты второй серии опытов подтверждают первостепенную роль триптофана в синтезе серотонина. После его введения у животных отмечалось достоверное повышение серотонина в крови.
Полученные нами данные дополняют существующие представления о функциональной активности серотонинергических структур и могут быть использованы при разработке новых способов регуляции физиологических процессов у домашних животных.
Список использованных источников
1. Мирзоян Р.С. Трипоксин и цереброваскулярные эффекты серотонина // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2000. - Т. 63. - № 3. - С. 21-23.
2. Науменко Е.В. Серотонин мелатонин в регуляции эндокринной системы. - Новосибирск: Наука, 1975. - 220
с.
3. Chen J.G. Rudnic G. Permeation and gating in serotonin transporter. - Proc. Natl. Acad. Sci USA, 2000. - 97. - P. 1044-1049.
4. Haase J., Killian A., Magnani F., Willians C. Regulationoftheserotonintransporterbyinteractingproteins. - Biochemical Society Transactions. - 2001. - V. 29. - P. 722-728.
5. Horschitz S., Hummerich R., Schloss P. Structure, function and regulation of the 5-hydroxytryptamine (serotonin) transporter. Biochemical Society Transactions. - 2001. - V. 29. - P. 728-732.
6. Грудин В.А. Реакция серотонинергической системы при адреналовой пробе у свиней // Ветеринария. - 1991. - № 8. - С. 54-56.
7. Грудин В.А. Закономерность структурно-физиологического созревания серотонинергической системы у овец в постнатальном периоде онтогенеза // Вестник РАСХН. - 2009. - № 1. - С. 69-70.
List of sources used
1. Mirzoyan R.S. Tripoksin and cerebrovascular effects of serotonin // Experimental and clinical pharmacology. - 2000. - T. 63. - No. 3. - P. 21-23.
2. Naumenko E.V. Serotonin melatonin in the regulation of the endocrine system. - Novosibirsk: Science, 1975. - 220
p.
3. Chen J.G. Rudnic G. Permeation and gating in serotonin transporter. - Proc. Natl. Acad. Sci USA, 2000. - 97. - P. 1044-1049.
4. Haase J., Killian A., Magnani F., Willians C. Regulationoftheserotonintransporterbyinteractingproteins. - Biochemical Society Transactions. - 2001. - V. 29. - P. 722-728.
5. Horschitz S., Hummerich R., Schloss P. Structure, function and regulation of the 5-hydroxytryptamine (serotonin) transporter. Biochemical Society Transactions. - 2001. - V. 29. - P. 728-732.
6. Grudin V.A. Reaction of the serotonergic system in the adrenal sample in pigs. Veterinary. - 1991. - No. 8. - P. 5456.
7. Grudin V.A. Regularity of the structural and physiological maturation of the serotonergic system in sheep in the postnatal period of ontogenesis // Vestnik RAASHN. - 2009. - No. 1. - P. 69-70.
УДК 619
ИЗУЧЕНИЕ НАЛИЧИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА
КУРАВЦОВА Т.Э.,
аспирант ФГБОУ ВО Курская ГСХА.
Реферат. В статье представлены результаты исследования наличия тяжелых металлов в мясе бычков голштинской породы черно - пестрой масти. Научно - хозяйственный опыт проводили на трех группах животных, принадлежащих к разным генеалогическим линиям. Бычки линии С. Твин - первая группа, линии В. Бэк Айдиал - вторая и линии Р. Соверинг - третья группа. Установлено, что влаги больше всего содержалось в мясе животных первой группы (74,87 %), а меньше - во второй (70,87 %). Соответственно и сухого вещества содержалось больше в мякотной части бычков второй и третьей опытных групп. Содержание тяжелых металлов (медь, кадмий, свинец) в мясе бычков голштинской породы находится в пределах допустимой концентрации. В тоже время обнаружено превышение наличия цинка в мышечной ткани туши у бычков всех опытных групп.
Ключевые слова: мышечная ткань, бычки, тяжелые металлы. STUDY OF THE PRESENCE OF HEAVY METALS IN MUSCLE TISSUE CATTLE
KURAVZOVA T.E.,
postgraduate student of the Kursk state agricultural Academy.
Essay. The article presents the results of a study of the presence of heavy metals in the meat of Holstein bulls of black-and-white suit. Scientific and economic experience was carried out on three groups of animals belonging to different genealogical lines. Bulls of the line S. Twin - the first group, the lines of V. Back Idial - the second and the lines of R. Sovering - the third group. It was found that the moisture content in the meat of animals of the first group (74,87 %) was most and less in the second (70,87 %). Accordingly, the dry matter contained more in the pulp of the bulls of the second and third experimental groups. The content of heavy metals (copper, cadmium, lead) in the meat of Holstein bulls is within the permissible concentration. At the same time, the excess of zinc in the carcass muscle tissue was found in the bulls of all experimental groups.
Key words: muscle tissue, bulls, heavy metals.
Введение. Тяжелые металлы в больших масштабах загрязняют почву. В результате многолетних накоплений они становятся токсичными. В то же время многие из них необходимы живым организмам. Загрязнение земель тяжелыми металлами также наблюдается и в сельском хозяйстве. С фосфорными удобрениями в почву вносят свинец, кадмий, ртуть. В связи с этим растительная продукция загрязнена
токсикантами. В организм человека и животного токсиканты поступают с продуктами питания и кормом. Однако вопросы содержания тяжелых металлов в продуктах питания, в частности, в мясе крупного рогатого скота в настоящее время остаются мало изученными. Нами проведены исследования наличия тяжелых металлов в мышечной ткани бычков голштинской породы черно-пестрой масти.
