CC BY
21
ИЗМЕНЕНИЕ АКТИВНОСТИ NA+,K+- АТР ЭРИТРОЦИТОВ ЦЕСАРОК НА ФОНЕ ВВЕДЕНИЯ В РАЦИОН БИОСЕЛЕНА И а-ТОКОФЕРОЛА
И.В. Делис, Г.Ф. Рыжкова
Аннотация. В статье приведены исследования АТРаз-ной активности цитоплазматических и ядерных мембран эритроцитов цесарок при включении в их рацион комплекса а-токоферола ацетата и биологически активной формы селена. У группы птиц, получавшей данные препараты, отмечается достоверное повышение актив-ности аденозинтрифосфатаз в ядрах и цитоплазма-тических мембранах эритроцитов, что свидетельствует о стимулирующем действии компонентов на метаболи-ческие процессы в организме птицы.
Ключевые слова: №+, аденозинтрифосфатаза, ионные насосы, цитоплазматические и ядерные мембраны, биоактивная форма селена, а-токоферола, цесарки, периоды яйцекладки.
«Мембранная обособленность» живых систем от окружающего пространства является одним из важнейших факторов, отличающих живое от неживого. Поддержание ионных градиентов по обе стороны мембраны на всем протяжении жизнедеятельности клеток обеспечивается специальными ферментными системами, встроенными в мембраны клеток и содержащими АТРазы, энергетически обеспечивающие активный транспорт ионов через клеточные мембраны. Накоплены обширные экспериментальные и теоретические материалы по клеточной проницаемости, ионному транспорту, активности транспортных АТРаз и регуляции этих систем. Однако для более глубокого раскрытия интимных биохимических процессов в организме сельскохозяйственной птицы определенный интерес представляет изучение активности данного фермента при различных стрессовых ситуациях, в частности, таких, как период усиленной яйцекладки.
Данный физиологический процесс у птицы характеризуется полной перестройкой организма и созданием резервов питательных веществ для обеспечения нормальной яйценоскости. Однако данное изменение и становление птицы на новый уровень жизни и использования несет в себе и стрессовые факторы, особенно в момент начала и пика яйцекладки, когда несушка находится под сильным напряжением и истощением ресурсов и, как следствие, происходит нарушение баланса между продукцией активных форм кислорода (АФК) и их устранением. Увеличение содержания АФК вызывает функционально -структурные повреждения клеток и их гибель. Применение биологически активных веществ, обладающих анти-оксидантными свойствами, может быть одним из эффективных способов коррекции данного состояния, обеспечивающего защиту мембран.
Особый интерес в данном направлении вызывает использование органических форм селена и витамина Е, которые способствуют течению реакций окислительно -восстановительного характера в организме птицы.
В данной статье мы приводим результаты исследований активности №+, ^-аденозитрифосфатазы на фоне введения в рацион цесарок препаратов: а-Токоферола ацетат и «B-TRAXIM SE 11».
Экспериментальные исследования проводились в условиях современного сельскохозяйственного комплекса по разведению редких видов птицы ООО «Самсон-Ферма» Калужской области на цесарках кросса «ESSOR» (п=80 гол.). Вся подопытная птица размещалась в типовом птичнике, условия кормления и содержания были одинаковыми. Группы птицы были сформированы по принципу пар-аналогов с учетом возраста, живой массы, клинического состояния и уровня продуктивности. В качестве основного рациона применяли сухой комбикорм, пита-
тельность которого соответствовала рекомендациям ВНИТИП по кормлению сельскохозяйственной птицы (В.И. Фисинин, И.А. Егоров, 2006)
Цесарки контрольной группы получали основной рацион (ОР), опытной - ОР+а-Токоферола ацетат в дозе 0,06 мг/ кг корма + «B-TRAXIM SE 11» 0,3 мг/кг корма 1р/д в течение трех месяцев. Материалом для исследования являлись пробы свежеполученной крови, в которой определяли активность транспортных аденозинтрифосфатаз (АТР) ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов по методике А.Т. Иващенко и И.А. Бушневой. Кровь брали из подкрыльцовой вены каждой группы птицы в возрасте 150 сут., 180 сут., 210 сут., 240 сут., т.е. на протяжении первого и второго периодов яйцекладки.
Для предотвращения коагуляции крови, исследуемые образцы стабилизировали в среде Алсвера (1:1) (И.А. Болотников, Ю. В. Соловьев, 1980), где в качестве консерванта использовался цитрат натрия (4 %-ный раствор лимоннокислого натрия 0,1 мл на 1мл крови). После этого пробы центрифугировали в рефрижераторной центрифуге в течение 30 минут при 3000 оборотах. Затем эритроциты, отделенные от плазмы крови, отмывали 0,9 % физиологическим раствором. Выделение ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов цесарок осуществляли методом 3-х кратного замораживания-оттаивания в растворе сахарозы с последующим трехкратным промыванием каждой фракции в 50 - мМ трис-HCl буфере (рН 7,4) по методике Chauveau J. et al.(1956). Пробу (0,2 см3) предварительно инкубировали в соответствующей среде в течение 20 минут при температуре 37 °С. Затем реакцию начинали при добавлении 3 мМ АТР и 3 мМ MgCl2 и выдерживали пробы в течение 45 минут при температуре 37 °С. Контрольные пробы инкубировались без АТР (она добавлялась только после 12 % трихлоруксусной кислоты (ТХУ). Для более полного осаждения белка проводили центрифугирование при 3000 об/мин в течение 10 минут. Активность транспортных АТРаз вычисляли по приросту неорганического фосфата после инкубации при 370С и выражали в наномолях неорганического фосфата (Р i), отщепленного 1 мг белка в 1 мин. Неорганический фосфат определяли спектрофотометрическим методом (Кондрашова М.Н. и др., 1965) при длине волны 390нм, а также по методу Чена (1957) в модификации Казеннова А.М. и соавт. (1984), концентрацию белка в гомогенате и субклеточных фракциях - методом Lowry et al (1951), а также - Варбурга и Кристиана (Досон Р., 1991);
Активный транспорт ионов натрия и калия через клеточную мембрану происходит с участием Na+, К+ - адено-зинтрифосфатазы (Na+, К+ - АТРазы), которая является основным компонентом калий-натриевого насоса. Следовательно, определяя активность фермента, можно судить об интенсивности функционирования каналов ионной проводимости в различных органах и тканях сельскохозяйственной птицы.
Наблюдения показали, что общее состояние подопытной птицы, получавшей а-Токоферола ацетат и биологически активную форму селена в виде препарата «B-TRAXIM SE 11», в момент проведения опыта не отличалось от такового у контрольной группы. Птица была активной, аппетит сохранен, поведенческие реакции изменены не были.
Активность Na+, K+ -АТР ЦПМ и ядер эритроцитов цесарок 150-, 180-, 210-, 240-суточного возраста представлена на рисунках 1, 2.
ПАТР ЦПМ опыт АТР ЦПМ контроль
Рисунок 1 - Динамика активности №+-К+АТР цитоплазматических мембран эритроцитов цесарок при включении в
рацион препарата «В-ТКАХ1М ББ 11» и а-Токоферола ацетат.
АТР ядра опыт | АТР ядра контроль
Рисунок 2 - Динамика активности Na -K ATP ядер эритроцитов цесарок при включении в рацион препарата «B-TRAXIM SE 11» и а-Токоферола ацетат.
Анализ приведенных на рисунках данных показал, что уровень Na,K+ -АТР цитоплазматических мембран (ЦПМ) и ядер эритроцитов на момент начала эксперимента в обеих группах цесарок в возрасте 150 сут. достоверных различий не имел и находился в пределах 12,90±0,25-12,96±0,23 нМ Pi/мг белка/мин. и 2,91±0,04 -3,08±0,03 нМ Pi/мг белка/мин соответственно.
В следующие возрастные периоды (180, 210, 240 сут.) активность данного фермента ЦПМ и ядер имела тенденцию к увеличению в опытной и контрольной группах, что согласуется с исследованиями Рыжковой Г.Ф. (2005), Мосягина В.В., Фурмана Ю.В. (2009), однако, в группе, получавшей а-Токоферол ацетат и «B-TRAXIM SE 11», увеличение было более выраженным. Так, в возрасте 180 сут. было отмечено достоверное (р<0,02) повышение активности транспортной АТР
ЦПМ у птицы опытной группы на 11 %, в 210 сут. - на 21 %, в 240 сут. - на 23 % по сравнению с контрольной.
При анализе показателя Na+,K+ -АТР ядер эритроцитов цесарок (рисунок 2) также прослеживалась тенденция к увеличению активности данного фермента. Так, в возрасте 180 сут. его активность у птицы опытной группы превосходит конт рольную на 21 %, в 210 сут. - на 26 %, в 240 сут. - на 37 %, что, вероятно, связано с положительным действием а-токоферола ацетата и биоформы селена на метаболизм и транспортные процессы в клетках, проницаемость мембран и направленность активного транспорта в ядрах и ЦПМ эритроцитов как единой организованной структуры.
Таким образом, введение в рацион цесарок испытуемых препаратов: а-Токоферола ацетат и «B-TRAXIM SE 11» в указанных выше дозах оказало стимулирующее действие на метаболизм клеточных структур, что выражается в более интенсивной работе Na+, K+ -АТРазного насоса за счет аденозинтрифосфатаз ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов и способствует повышению устойчивости мембран клеток к окислительному воздействию свободных радикалов.
Список использованных источников
1 Геннис Р.Б. Биомембраны: Молекулярная структуры и функции. - М.: Мир, 1997. - 624 с.
2 Георгиевский В.И. Минеральное питание сельскохозяйственной птицы. - М.: Колос, 1970. - 327 с.
3 Биохимические и физиологические аспекты взаимодействия витаминов и биоэлементов / Ю.И. Микулец, А.Р. Цыганов, А.Н. Тишенков [и др.]. - Сергиев Посад, 2002. -191 с.
4 Мосягин В.В., Максимов В.И., Фурман Ю.В. / Активность АТФаз цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят-бройлеров при скармливании кормовых добавок // Ветеринарная медицина. - 2009. - № 4. - С. 6.
5 Рыжкова Г.Ф., Вишняков С.И., Рецкий М.И. Методическое пособие по выделению, очистке и определению активности транспортных АТФаз в органах и тканях животных. - Воронеж, 2005. - 31 с.
6 Биологически активные и кормовые добавки в птицеводстве: методические рекомендации / В.И. Фисинин, Т.М. Околелова, И.А. Егоров [и др.]. - Сергиев Посад: ВНИТИП, 2009. - 100 с.
7 Surai P.F. Current advances in selenium research and applications/Peter F. Surai, Jules A. Taylor-Pickard.-Wageningen Academic Publishers.-Netherlands, 2008. - 351.
Информация об авторах
Делис Инесса Вячеславовна, аспирант ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 8-920-712-19-20, e-mail: [email protected]
Рыжкова Галина Федоровна, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой физиологии и химии ФГБОУ ВО Курская ГСХА, тел. 53-14-04,e-mail: [email protected]
CHANGES OF NA +, K + - ATP ACTIVITY OF ERYTHROCYTES BY ADDING BIOSELENIUM AND A-TOCOPHEROL IN THE DIET OF GUINEA FOWLS I.V. Delis, G.F. Ryzhkova
Abstract. The article presents the research of ATPase activity of cytoplasmic and nuclear membranes of red blood cells of guinea fowls by adding in their diet complex of a-tocopherol acetate and the biologically active form of selenium. The group of birds treated with these additives shows a significant increase of ATPase activity in nuclei and cytoplasmic membranes of erythrocytes, indicating that the stimulating effect of the components on the metabolic processes in the body of poultry.
Key words. Na + -K + - adenosinetriphosphatase, ion pumps, cytoplasmic and nuclear membranes, bioactive form of selenium, a-tocopherol, guinea fowl, laying period
