CC BY
75
ФИЗИОЛОГИЯ
УДК 637.12.047:636.4:636:6
Изучение АТФазной активности молока свиней на разных стадиях лактации и в зависимости от возраста
Е.Ю. Федорова, кандидат биологических наук, Ф.И. Василевич, доктор ветеринарных наук,
В.И. Максимов, доктор биологических наук
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И. Скрябина
Ключевые слова: АТФаза, молоко, свиньи Сокращения: АТФ — аденозинтрифосфат
Введение
Для обеспечения секреторных процессов в молочной железе необходим избирательный транспорт веществ и энергии в клетку из внешней среды. Ведущую роль при этом играет активный транспорт, осуществляемый ферментными системами — ионными насосами, интегральными компонентами которых являются АТФазы.
Активность ферментных систем животных зависит от степени воздействия различных факторов внешней и внутренней среды, в частности, от возраста, физиологического состояния, гормонального и иммунного статуса, стресса и др. [5, 8, 9]. Поэтому изучение АТФаз-ной активности молока на разных стадиях лактации свиней и с учетом возраста представляет существенный интерес для решения практических задач, связанных с обеспечением нормального роста, развития и функционирования молочных желез, а также с коррекцией различных отклонений.
Цель исследования
Изучить АТФазную активность мембранных компонентов молока свиней крупной белой породы на разных стадиях лактации и в зависимости от возраста.
Материалы и методы
Для исследования отобрали свиней крупной белой породы (n=30) в возрасте 12, 24 и 36 мес. Условия содержания и кормления животных соответствовали действующим нормативам. Пробы молока отбирали после внутривенного введения 10.. .12 ЕД окситоцина из каждой функционирующей доли молочной железы, оболочки жировых шариков из молока выделяли по методике, описанной в работе В.Н. Кириленко [4]. АТФазную активность определяли по двум методикам:
по Иващенко А.Т. и др. (1981). Активность Mg2+-АТФазы определяли в 50 ммоль л-1 трис-Ы£04 буфере (pH 7,4) содержащем 60 ммоль л-1 NaCl, 2 ммоль л-1 АТФ и 2 ммоль л-1 MgCl2. Активность Na+, K’-АТФазы измеряли в той же среде, заменяя 15 ммоль л-1 NaCl на 15 ммоль л-1 KCl. Ca^-АТФазную активность определяли, внося в среду 5x10-4 моль л-1 CaCl2. Уровень HCO3--АТФазной активности оценивали по приросту неорганического фосфата при замене 30 ммоль л-1 NaCl на 30 ммоль л-1 NaHCO3 [3];
по Keeton K.S. (1972). Активность ^+,К+-АТФазы рассчитывали по разности между общей АТФазой и уабаиннечувствительной АТФазой. При определении
общей АТФазной активности смешивали 0,05 мл суспензии эритроцитов или гомогената тканей с 1,4 мл стандартной среды (150 мМ КаС1; 5,0 мМ КС1; 25 мМ трис-НС1; рН 8,0). Затем к полученной суспензии добавляли 0,2 мл субстратной среды (3 мМ Ма2АТФ, 3 мМ MgCl2) и пробы инкубировали в течение 45 мин при 37 °С. Реакцию останавливали путем добавления 1,8 мл 6%-го раствора трихлоруксус-ной кислоты. Пробы центрифугировали при 0 °С и в надосадочной жидкости определяли содержание неорганического фосфора. При определении активности Mg2+-АТФазы, или уабаиннечувствительной АТФазы, в субстратную среду вводили 10-4 М уабаина (строфантина G), который подавлял активность №+,К+-АТФазы [10].
Полученные данные подвергли биометрической обработке [6].
Результаты и обсуждение
В результате исследований было установлено, что возраст свиней оказывал достоверное (р<0,001) влияние на активность Mg2+-, №+, К+-, Са2+- и НСО^-АТФаз мембранных компонентов молока (рис. 1).
Рис. 1. Возрастная динамика активности АТФаз молока свиней
Проведенный дисперсионный анализ показал, что активность Mg2+-, №+-, К+-, Са2+- и НС03-АТФаз мембранных компонентов молока свиней детерминирована возрастом на 45,02 %; 26,79; 83,69 и 72,66 %, соответственно.
Кроме того, был проведен анализ по Пирсону, подтвердивший достоверную (р<0,001) корреляционную связь ферментативной активности с возрастом животных. В зависимости от выраженности этой связи изучаемые ферменты молока свиней можно расположить в следующей убывающей последовательности: Са2+-> НСО3- > Mg2+-> Ма+,К+-АТФаза, что характеризует определенные различия в возрастной динамике активности функционирования этих ферментных систем.
РВЖ • СХЖ • № 2/2013
Е.Ю. Федорова, Ф.И. Василевич, В.И. Максимов
Корреляционная связь АТФазной активности мембранных компонентов молока с возрастом животных
АТФаза Коэффициент корреляции
Mg2*- 0,67
Na+, K+- 0,51
Ca2*- 0,91
HCO3-- 0,85
Кроме того, в ходе исследований установлены изменения активности общей АТФазы, Mg2+- и Ма+-,К+-АТФаз мембранных компонентов молока в течение лактации свиней (рис. 2).
Mg.Na.K-АТФаз а — Mg-АТФаза —* - ИаД-АТФаза
Рис. 2. Динамика активности АТФаз молока свиней в зависимости от стадии лактации
Наименьшая активность всех АТФаз характерна для начала лактации (5-е сутки), наибольшая — для середины лактации (25-е сутки), что, по-видимому, обусловлено происходящей перестройкой ферментативной активности, направленной, прежде всего, на образование молока.
Результаты однофакторного дисперсионного анализа свидетельствуют о достоверном (р<0,001) влиянии стадии лактации на активность общей АТФазы (коэффициент детерминации составил 22,45 %) и Mg2+-АТФазы молока (коэффициент детерминации составил 15,02 %). Достоверного влияния стадии лактации на активность Ма+,К+-АТФазы установлено не было.
Библиография
1. Вишняков, С.И. Межклеточный обмен в организме животных. — М.: Агропромиздат, 1988.
2. Досон Р., Элиот Д., Эллиот У. Справочник биохимика. — М.: Мир, 1991.
3. Иващенко А.Т., Бушнева ИА Выделение и свойства аниончувствительной аденозинтрифосфагазы из мембран эритроцитов //Биохимия, 1981; 45(3):486-488.
4. Кириленко В.Н. Липиды мембран жировых глобул молозива и молока коров и их использование для получения липосом: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. — Киев, 1989.
5. Мосягин В.В. Влияние возраста и физиологического состояния на активность ферментных систем клеток, тканей и органов животных: автореф. дисс. ... докт. биол. наук. — Москва, 2011.
6. Плохинский Н.А. Алгоритмы биометрии. — М.: МГУ, 1980.
Исследования, проведенные на свиноматках крупной белой породы, позволили установить присутствие Mg2+-, №+-, К+-, Са2+- и НС03--АТФаз в мембранных компонентах (оболочках жировых шариков) молока. Доказано, что функциональная активность исследованных транспортныхАТФаз мембранных компонентов молока является критерием уровня метаболических процессов в молочной железе. Установленная зависимость активности Mg2+-, №+-, К+-, Са2+-и НС03-АТФаз мембранных компонентов молока свиноматок от их возраста согласуется с результатами исследований ряда авторов [1, 5, 7 и др.] и обусловлена повышением интенсивности метаболизма в молочной железе.
Выявлено также, что на активность АТФазы эритроцитов свиней существенное влияние оказывал специфический ингибитор №+,К+-АТФазы — уабаин (строфантин^). Так, в ходе исследований установлено, что активность АТФа-зы детерминирована на 3,79 % стадией лактации и на 91,38 % строфантином^. При этом активность Mg2+, Ма+, К+-АТФазы, Mg2+-АТФазы и №+,К+-АТФазы мембранных компонентов молока изменялась в течение лактации неоднозначно, являясь критерием уровня продуктивности и синтеза основных компонентов молока.
Выводы
Установлено, что более высокий уровень АТФазной активности мембранных компонентов молока свиней крупной белой породы характерен для возраста 36 мес, низкий — для возраста 12 мес. Результаты дисперсионного анализа показали, что в большей степени детерминирована возрастом свиней активность Са2+-АТФазы, в меньшей — активность №+, К+-АТФазы молока. Результаты дисперсионного анализа также свидетельствуют о достоверном (р<0,001) влиянии стадии лактации на активность общей АТФазы (коэффициент детерминации 22,45 %) и Mg2+-АТФазы молока (коэффициент детерминации 15,02 %). Достоверного влияния стадии лактации на активность Ма+,К+-АТФазы установлено не было.
7. Рыжкова Г. Ф. Активность транспортных АТФаз и межклеточный обмен электролитов у сельскохозяйственных животных в норме и при включении в рацион биологически активных веществ: автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. — Курск, 2005.
8. Федорова Е.Ю., Максимов В.И. Породные особенности функционирования АТФазных ферментных систем эритроцитов и молока коров // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, 2012; 4:77-78.
9. Федорова Е.Ю., Мосягин В.В. Возрастная динамика АТФазной активности эритроцитов у свиней и крупного рогатого скота // Проблемы биологии продуктивных животных, 2011; 1:85-88.
10. Keeton K.S., Kaneko I.I. Characterization of adenosinetriphosphatase in erythrocyte membrane of the cow // Proc. soc. ekp. biol. and med., 1972; 1:140.
Summary
E.Y. Fedorova, F.I. Vasilevich, V.I. Maksimov. Investigation of ATPase Activity of Milk Depending on Age and Physiological State. Found that higher levels of the ATPase activity of membrane components of milk pigs of large white breed characteristic of the age 36 months, low—for the age of 12 months. The results of analysis of variance showed that the more deterministic age pigs activity Ca2+ - ATPase, less-active Na+-, K+-ATPase activity of milk. ANOVA results also show the reliable (p<0,001) in lactation influence on the activity of total ATPase (coefficient of determination 22,45 %) and Mg2+-ATPase of milk (the coefficient of determination 15,02 %). Significant effect on the activity of lactation Na+-, K+-ATPase has been established.
