CC BY
37
УДК 636.52/. 58.087:612.74:577.124
Приходченко В.О. ©
Хартвська державна зооветеринарна академ1я, Хартв, Украгна
ОНТОГЕНЕТИЧН1 ЗМ1НИ АКТИВНОСТ1 ФЕРМЕНТ1В ЦИКЛУ
КРЕБСА В М1ТОХОНДР1ЯХ М'ЯЗ1В КУРЧАТ-БРОЙЛЕР1В
Дослгджено вжовг змти активност1 дег1дрогеназ циклу Кребса (а-кетоглутаратдег1дрогенази, сукцинатдег1дрогенази, малатдег1дрогенази) в мгтохондргях быих та червоних м 'яз1в курчат-бройлер1в в процес розвитку до 45-добового вжу.
Установлено, що в процес розвитку бройлер1в активтсть фермент1в ЦТК поступово знижуеться. Це може бути пов'язано з ттенсивтстю приросту маси I зниженням ттенсивност1 анабол1чних процеав.
Актившсть фермент1в в червоних м'язах вище, тж у быих, що обумовлено ргзною функщональною активтстю м 'язових волокон та ттенсивтстю окисно-вгдновних процеав.
Ключовi слова: дег1дрогенази циклу Кребса, м 'язи, курчата-бройлери.
УДК 636.52/. 58.087:612.74:577.124
Приходченко В.А.
Харьковская государственная зооветеринарная академия, Харьков, Украина
ОНТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ ЦИКЛА КРЕБСА В МИТОХОНДРИЯХ МЫШЦ ЦЫПЛЯТ-
БРОЙЛЕРОВ
Исследованы возрастные изменения активности дегидрогеназ цикла Кребса (а-кетоглутаратдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы,
малатдегидрогеназы) в митохондриях белых и красных мышц цыплят-бройлеров в процессе развития до 45-дневного возраста.
В работе установлено, что в процессе развития бройлеров активность ферментов ЦТК постепенно снижается. Это может быть связано с интенсивностью прироста массы и снижением интенсивности анаболических процессов.
Активность ферментов в красных мышцах выше, чем в белых, что обусловлено разной функциональной активностью мышечных волокон и интенсивностью окислительно-восстановительных процессов.
Ключевые слова: дегидрогеназы цикла Кребса, мышцы, цыплята-бройлеры.
© Приходченко В.О., 2014
258
UDC 636.52/. 58.087:612.74:577.124
Prikhodchenko V.A.
Kharkov State Veterinary Academy, Kharkov, Ukraine
ONTOGENETIC CHANGES THE CYCLE KREBS DEHYDROGENASES ACTIVITY IN MITOCHONDRIA MUSCLE BROILER
CHICKENS
The growth changes in activity of the mitochondria dehydrogenases (a-ketoglutaratdehydrogenases, suktsinatdehydrogenases, malatdehydrogenases) in the white and red chicken muscles in process of development up to 45 day have been studied.
It has been found that activity of the enzymes goes down gradually in process of development of the broilers. It can be related to decrease of anabolism intensity and weight gain.
Activity of the enzymes in the red muscles is higher, than in the white muscles.
Key words: dehydrogenases of Krebs cycle, muscles, broilers.
Вступ. Енергетичний обмш e одною i3 ключових ланок метаболiзму в opraHi3Mi та особливо в м'язовш тканиш. З'ясування онтогенетичних особливостей бюенергетики у тварин i птищ e актуальним питанням бiохiмil. Особливе практичне значення ця проблема мае для сшьського господарства, а саме для одше! з прогресивних у наш час rMy3i тваринництва - птахiвництва. Енергетичний метаболiзм у сшьськогосподарсько! птищ вивчаеться вже досить тривалий час i деяю устхи досягнув при дослщженш видових та вжових особливостей бюенергетики [1,2,3,4]. Також встановлеш рiзноманiтнi зв'язки продуктивност з енергетичними процесами в органах i тканинах, але дос не юнуе цшсного уявлення про становлення, розвиток i згасання енергетичних реакцш.
Мета дослщжень. Приймаючи до уваги, що зниження продуктивност птахiв супроводжуеться зменшенням рiвню окиснювально-вщновних процесiв у тканинах i органах [4], було доцшьним виявити особливост змiни активностi дегiдрогеназ циклу Кребса м□язiв бройлерiв в процесi розвитку.
Об'ект i методи дослщження. Дослщи проводили на бройлерах кросу „Кобб-500". Умови утримання, годiвлi птицi та технолопчш вимоги вiдповiдали нормам та рекомендащям УНД1П [5]. Забо! птищ для бiохiмiчних дослiджень проводили на 9, 25, 35, 45 добу.
Вивчали динамжу активностi дегiдрогеназ циклу Кребса в процес розвитку, а саме: а-кетоглутаратдегщрогенази, сукцинатдегiдрогенази та малатдегщрогенази.
Об'ектом вивчення активностi ферментiв в данш роботi служили м^охондри бших (лiтальних) та червоних (стегнових) м,язiв, видiлених методом диференцiйного центрифугування у середовищ^ що мiстить 5 Ммоль MgCb; 50 Ммоль трис-HCl; 100 Ммоль KCl; 1 Ммоль ЕДТА.
259
Актившсть фермента визначали по методу Путшно1 та Сщенко [6], з деякими модифжащями.
Визначення активност дегщрогеназ полягае в тому, що при додаваннi в реакцшне середовище субстратiв окиснення - сукцинату, а-кетоглутарату, малату i активаторiв ферментiв (iони Mg2+, Мп2) вщбуваеться окиснення названих субстратiв шляхом змши окиснювально-вiдновного потенцiалу в мiтохондрiях, що в свою чергу змшюе забарвлення специфiчного барвника -тетразолiя синього (ТС). Останнш перетворюеться на водонерозчинний луг, що розчиняеться в ацетош В систему додають феназинметасульфат, який дiе як промiжний переносник електрошв мiж дегiдрогеназою i тетразолiем.
Виклад основного матерыалу. Усi процеси, що лежать в основi м'язового скорочення та розслаблення залежать вiд надходження енерги. II джерелом е АТФ, яка утворюеться у результатi дегщрогеназних реакцiй за рахунок тканинного дихання.
Аналiзуючи данi, показаш на рисунку 1, слiд вщм^ити, що активнiсть а-кетоглутаратдегiдрогенази (а-КГДГ) циклу Кребса була найвищою в 9-добовому вiцi, як у червоних так i в бiлих м'язах i складала 94,5 i 87,7 нмоль ТСхмг бшка^ххв"1 вщповщно._
9 25 35 45
В ¡к, доба
— ♦ — Червою ыярш —•— Бш1 м' язи
Рис. 1. Динамика активност a-кетоглутаратдегiдрогенази в 1\пто\онд|мя\ млязiв курчат-бройлерiв в процеС розвитку
У наступнi вiковi перюди спостерiгалося поступове зниження активностi дослщжуваного ферменту в тканинах, що вивчалися, до 45 доби включно. Порiвняно з 9 добою вирощування актившсть ферменту була нижчою на 33,3 % у червоних м'язах та на 41,0 % в бших.
За результатами вище наведених даних можна припустити, що вмют субстрата у м'язовш тканинi змiнюеться залежно вiд вiку птицi. З вжом знижуеться споживання оксигену м'язом, на що вказуе зменшення активностi фермента циклу Кребса.
Наростаючi гiпоксичнi змши, що призводять до тдвищення швидкост анаеробного глiколiзу, ведуть за собою зменшення активност дегiдрогеназ, що
260
пов'язано зi зменшенням рiвня коферментних форм в^аммв в органiзмi в процес розвитку. Ц результати можуть бути пов'язаш з бiльшою активнiстю вiтамiн-метаболiзуючих систем у молодих тварин [7].
Енергетичний обмш у м'язах характеризуеться високою iнтенсивнiстю продукци i утилiзащl енерги. Одними з ключових ферментiв циклу Кребса е а-кетоглутаратдегщрогеназа (а-КГДГ) та сукцинатдегщрогеназа (СДГ). Останнiми роками в лiтературi з'явився ряд публiкацiй, в яких розглядаеться штенсифжащя аеробного етапу енергетичного обмшу з пiдвищенням активност ферментiв циклу трикарбонових кислот [8,9], тому вивчення змши активностi даних ферменив у рiзнi перiоди вирощування курчат-бройлерiв е перспективним.
Актившсть СДГ показана на рисунку 2._
3 юо
е;
| 40 -1-1-т-т-
я 9 25 35 45
В1К, доби
— ♦ — Червош м'яш —■— Бш м'язп
Рис.2. Динамiка активного сукцинатдегвдрогенази в м1то\ондр1я\ млязiв курчат-бройлерiв в процеС розвитку
Аналiзуючи даш, слiд вiдмiтити, що активнiсть СДГ у процес вирощування бройлерiв мае таку ж направлешсть, що i а-КГДГ. Активнiсть е найвищою в обох тканинах у 9-добовому вщ курчат. Потiм спостерiгаеться зниження активност ферменту до кiнця вирощування птищ. На 45-ту добу розвитку актившсть СДГ у червоних м'язах складала 61,0 нмоль ТС*мг бшка-^хв-1, а в бiлих м'язах 55,2 нмоль ТС*мг бшка-1*хв-1. Активнiсть ферменту була вищою в червоних м'язах, шж у бiлих на 9,5 %, що обумовлено генетично. Порiвняно з 9 добою вирощування актившсть СДГ в юнщ дослiду (45 дiб) була нижчою на 45,6 % у червоних м'язах та на 35,7 % у бших.
За даними автора [3,9], гшокЫя тканин супроводжуеться гальмуванням деяких НАД-залежних дегщрогеназних реакцiй з активацiею окиснення в мiтохондрiях м'язiв, у тому чи^ СДГ-азного комплексу з наступним його шпбуванням. Це вiдбуваеться внаслщок стiйкого зниження в кровi рiвня ендогенних попередникiв сукцинату, таких як глутамат та а-кетоглутарат, що корелюе зi зниженням вмiсту глюкози.
261
Високш рiвень глюкози в кровi дорослих тварин обумовлений послабленням здатност печшки затримувати цей моносахарид. З вжом вiдмiчаeться пiдвищена активнiсть флавiнових окиснювальних фермента у мiтохондрiях м'язiв, серця, печшки [8].
Динамжа активностi МДГ тд час дослiджень показана на рисунку 3. Найвищою активнiсть МДГ була на 9-ту добу експерименту. Поим спостер^алося вiрогiдне зниження активностi дослщжуваного ферменту до 45-добового вжу на 42,3 % в червоних м'язах i на 47,0 % в бших. Активнiсть ферменту на цей перюд розвитку вiдповiдно складала 3,9 нмоль ТС*мг бшка" ^хв-1 та 2,6 нмоль ТС*мг бшка-1ххв-1. Ферментна активнiсть наприкiнцi вирощування курчат була на 49,0 % вищою в червоних м'язах шж у бших.
9 25 35 45
В1К, доба
— ♦ — Черв от м'язи —■— Бш1 м'язи
Рис. 3. Динамика активност малатдегщрогенази в 1\пто\онд|мя\ млязiв курчат-бройлерiв в процеС розвитку
Показники активностi МДГ на всiх етапах наших дослщжень були нижчими нiж показники а-КГДГ та СДГ.
Таким чином, ферментна актившсть дегiдрогеназ циклу трикарбонових кислот у м'язах курчат-бройлерiв була високою протягом перших дiб життя, що спiвпадаe з даними iнших авторiв [1,2,4], якi спостерiгали аналогiчну закономiрнiсть i пояснювали це наявнiстю певного запасу ендогенних субстрата циклу трикарбонових кислот у ранньому постембрiогенезi птищ. За нашими даними, характерним саме для курчат-бройлерiв, е поступове вiрогiдне зниження активностi дегiдрогеназ ЦТК в мiтохондрiях бiлих та червоних м'язiв у процесi розвитку птицi.
При шпбуванш реакцiй циклу трикарбонових кислот зменшуеться енергiя, що утворилася в процес катаболiзму. При порушеннi нормального переб^у глiколiтичних процесiв органiзм позбавляеться здатност адаптуватися до гшокси, що особливо вщображаеться на функцiонуваннi м'язово! тканини. Ослаблення глiколiтичних процесiв гальмуе метаболiчне використання вуглеводiв, веде до гшергшкемп, перемикання бiоенергетики на лшщш i бiлковi
262
субстрати, до пригшчення циклу трикарбонових кислот у результат нестачi оксало-оцтово! кислоти [3].
Висновки.
1. В процес розвитку бройлерiв актившсть ферменив ЦТК поступово знижуеться. Це може бути пов'язано зi зниженням штенсивност приросту маси, зниженням анаболiчних процеЫв, що було показано рашше [1].
2. Актившсть фермента в червоних м'язах вище, нiж в бiлих, що обумовлено рiзною функцiональною активнiстю м'язових волокон i пов'язано з iнтенсивнiстю окиснювально-вщновних процесiв.
Таким чином, встановлено закономiрнiсть змiн активностi дегiдрогеназ циклу Кребса в мiтохондрiях м'язiв бройлерiв в процес розвитку, що е важливим для розумiння молекулярних механiзмiв удосконалення енергетичного обмiну у птицi. Перспективним е в подальших дослiдженнях з'ясування особливостей функцюнування ферментiв дихального ланцюга мiтохондрiй бройлерiв в процесi розвитку.
Лоература
1. Влияние биологически активных веществ на энергетический обмен у цыплят / В. А. Лукичева, Р. Х. Кармолиев, В. М. Севастьянова [та ш.] // Вопр. физ.-хим. Биологии в ветеринарии. - М., 1997. - С. 25-28.
2. Батоев Ц. Ж. Окислительная активность ферментов панкреатического сока домашней птицы в связи с возрастом / Ц. Ж. Батоев // Тр. Бурят. гос. с.-х. акад. - 1999. - Вып. 40, ч. 1. - С. 79-85.
3. Котляр А. В. Механизм функционирования сукцинатдегидрогеназы митохондрий: дис. ... канд. биол. наук : 03.00.04 / Алексей Васильевич Котляр -М.: МГУ, 1985. - 122 с.
4. Иванченко И. М. Активность некоторых ферментов тканевого дыхания и энергетические процессы в печени мясных кур и цыплят в связи с возрастом и факторами питания: дис.... канд. биол. наук : 03.00.04 / Ирина Михайловна Иванченко. - Х., 1994. - 175 с.
5. Каравашенко В. Ф. Рекомендаци з нормування годiвлi сшьськогосподарсько! птищ / В. Ф. Каравашенко, Ю. М. Батюжевский, М. М. Лемешева. - Борки, 1998. - 111 с.
6. Кальницкий Б. Д. Методические указания по изучению минерального обмена у с.-х. животных / Б. Д. Кальницкий, С. Г. Кузнецов, А. П. Батаева. -Боровск, 1988. - 139 с.
7. Вальдман А. Р. Витамины в питании животных / А. Р. Вальдман, П. Ф. Сурай, И. А. Ионов. — Харьков, 1993. — 422 с.
8. Григоренко Е. В. Возрастная модуляция окисления янтарной кислоты / Е. В. Григоренко // Молекулярные и функциональные механизмы онтогенеза : Тез. докл. Всесоюз. симп. - Харьков, 1987. - С. 58-59.
9. Снитинский В. В. Изменение активности некоторых ферментов углеводного обмена в печени и скелетных мышцах свиней в онтогенезе / В. В. Снитинский, В. В. Данчук, О. М. Бучко // Укр. биохим. журнал. - 1998. - Т. 53, № 6. - С. 45-49.
Рецензент - д.вет.н., професор Гуфрш Д.Ф.
263
