Регуляция Са 2+ - антагонистомактивности ферментов в миокарде гипотиреозных телят с различной резистентностью к маститу и лейкозу Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

555^»— Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011 г. <

%9ф

Ветеринария -И*

регуляция са2+ - антагонистом

АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТОВ В МИОКАРДЕ гИПОТИРЕОЗНых ТЕЛЯТ С РАЗЛИЧНОЙ

резистентностью к маститу и лейкозу

С. А. нЕфЕДовА (фото), кандидат биологических наук, доцент А. А. КоровушКин (фото), доктор биологических наук, профессор Е. я. ГРЕф, соискатель, Рязанский ГАТУ

390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. 1; тел. 8(4912)355501; e-mail: [email protected]

Ключевые слова: гипотиреоз, Са2+ - антагонист, кислая фосфатаза, галактозидаза, миокард, молочная продуктивность, резистентность.

Keywords: Hypothyreosis, Ca2+ - antagonist, enzymes, аcid phosphatase, galaktozidazе, myocardium, milk yield, resistance.

Актуальность, цель и методики исследований. Адаптационные особенности любой породы в условиях интенсивного животноводства во многом определяются молекулярными механизмами, обеспечивающими оптимальную физиологическую работу органов. В основе адаптивности сельскохозяйственных животных лежат биохимические процессы, определяющие весь ход индивидуального развития. Целью данной работы было выявить механизмы регуляции ферментативных систем блокатором «медленных» каналов кальция для индукции формирования нормального миокарда у гипотериозных телят, что позволит регулировать их продуктивность и резистентность к распространенным заболеваниям - маститу и лейкозу.

Ряд регионов ЦФО, в том числе и Рязанская область, входят в группу риска по гипотиреозу, из-за малого содержания в окружающей среде естественного йода, необходимого при работе щитовидной железы. Безусловно, в таких регионах в рацион телятам непременно вводится йод, однако гипотиреоз все равно остается актуальной проблемой. Дело в том, что йод является профилактическим средством, позволяющим вырабатывать необходимое количество гормонов нормально развитой щитовидной железе. В том случае, если островки Лангерганса развиты недостаточно, а именно это часто наблюдается у телят из указанных регионов, необходима гормональная терапия, что практически недопустимо в условиях сельскохозяйственного производства [1-3].

Научно-производственные опыты проводились в период с 1995 по 2010 гг. в учхозе Рязанской ГСХА «Стенькино»; ЗАО «Авангард» Рязанской области, в ОАО ПХ «Лазаревское» Тульской области. Сформированы четыре экспериментальные группы: I - нормотрофики, животные, у которых уровень гормонов щитовидной железы в норме, им не производили активацию развития миокарда Са2+; II-нормотрофики, аналогичные I группе с введением регулятора Са2+; III - гипотрофики, животные с низким уровнем трийодтиронина без инкубации развития миокарда Са2+; IV - гипотрофики, аналогичные III группе при регуляции Са2+ развития сердечной мышцы. Для выявления роли

32

Са2+ в реализации регуляторного эффекта на миокард гипотиреозных лабораторных животных использовали кальций регулирующее вещество нифедипин - блокатор «медленного» кальциевого канала, уменьшающего внутриклеточную концентрацию Са2+[4]. Нифедипин является высокоспецифичным кальциевым антогонистом. Как отмечают многие ученые из ведущих лабораторий, деятельность которых направлена на исследование физиологии и патфизиологии сердца, препарат официально признан как «Са2+ - антагонист», так как он угнетает все процессы, связанные с поступлением этого иона в кардиомиоциты, настолько специфически, что остальными его фармакологическими свойствами, по крайней мере в разумном диапазоне доз, можно пренебречь [5]. Регулятор Са2+ вводили перорально в виде масляного раствора в дозе 0,15 мг/кг в течение недели. С целью выявления роли Са2+ - антагониста на развитие миокарда экспериментальных телят нифедипин вводили по той же схеме, что и лабораторным животным.

Результаты исследований.

Регуляция протеолитических систем, кислых и нейтральных протеиназ кар-диомиоцитов позволяет количественно изменять образование ферментов и других биологически активных соединений, что существенно влияет на течение физиологических процессов. Так, при биохимическом исследовании миокарда экспериментальных животных активность кислой фосфатазы - маркерного фермента лизосом, обеспечивающего гидролитическую реактивность иммунной системы при ликвидации очагов некротического поражения, оказалась в достоверной динамике.

У коров-нормотрофиков, резистентных к лейкозу, соотношение седиментируемой и неседиментируемой фракций кислой фосфатазы в гомогенате миокарда составляет 0,49 и 0,32 ед. Высшая активность кислой фосфатазы сосредоточена в седиментируемой фракции, тогда как у аналогичных гипотрофиков - 0,26 и 0,48 ед. Наблюдается обратная зависимость между количеством гидролитического фермента в цитоплазме кардиомиоцитов и уровнем резистентности коров к лейкозу. Регуляция Са2+ компенсаторно-приспособительной адаптивности коров-гипотрофиков,

восприимчивых к лейкозу, нормализует активность кислой фосфатазы в миокарде животных.

Необходимо отметить высокую нестабильность показателей кислой фосфатазы в гомогенате миокарда гипотиреозных коров, подверженных маститу. У них седименти-руемая и неседиментируемая активность кислой фосфатазы варьирует в широком диапазоне, как внутри, так и вне лизосомы

- 0,47 и 0,31 ед. соответственно.

Влияние Са2+ - антагониста на процессы в кардиомиоцитах имеет следующий механизм: в клетках миокарда ингибируется активность фосфодиэстеразы циклических нуклеотидов, что повышает концентрацию цАМФ. Циклические нуклеотиды принимают участие в проницаемости лизосомальных мембран, отсюда эффект АМФ зависит от ее концентрации. Влияние тиреоидных гормонов на метаболизм не ограничивается только их взаимодействием со специфическими рецепторами. Эффект Са2+

- антагониста на лизосомы опосредован через цАМФ. В мембранах лизосом имеют место фосфотрансферазные реакции, которые катализируются АМФ - зависимыми протеинкеназами. Фосфорилирование белков лизосомальных мембран изменяет их текучесть и проницаемость. Биохимически доказано, что Са2+-антагонист аккумулируется в миокарде в концентрациях, достаточных для реализации необходимого эффекта по изменению седиментированной активности - галактозидазы, происходит блокация «медленных» кальциевых каналов. Увеличение седиментируемой активности - галактозидазы в результате введения Са2+ может свидетельствовать о нарушении стабильности мембраны лизо-сом гипотрофиков. Влияние регуляции адаптивности на активность- галактози-дазы усиливается при низком гормональном статусе щитовидной железы.

Как уже отмечалось, при нарушении работы щитовидной железы активация лизосом в кардиомиоцитах происходит с изменением проницаемости мембран, что негативно влияет на активность гидролитических ферментов, связанных с фосфорилированием белков мембран аппарата Гольджи. Увеличение уровня ионизированного кальция в кардиомио-цитах гипотиреозных животных включает

www. m-avu. narod. ru

Аграрный вестник Урала №1 (80), 2011 г. -

Ветеринария

механизм стабилизации мембран лизосом. В итоге введение кальциевых регуляторов оптимизирует развитие миокарда независимо от гормонального статуса щитовидной железы.

При сравнении динамики - галакто-зидазы в миокарде экспериментальных телят можно утверждать, что этот фермент является маркерным для отражения компенсаторно-приспособительных процессов под действием Са2+ - антагониста. Так, у нормотрофиков от рождения до 18-ти месяцев наблюдается увеличение количества фермента как внутри лизосомы, так и в цитоплазме кардиомиоцита. Причем на протяжении этого периода онтогенеза седи-ментируемая активность - галактозидазы обычно преобладает над неседименти-руемой. При рождении разница составляет 11,9 %, к месячному возрасту - 5,8 %, в три месяца - 4,9 %, в полгода - 5,6 %, к 9-ти месяцам - 4,9 %, к полуторагодовалому возрасту - 8,7 % в пользу седиментируемой фракции.

Однако при гипофункции щитовидной железы наблюдается диаметрально противоположная картина: неседиментируемая активность - галактозидазы преобладает над седиментирумой в течение всего периода исследований: при рождении на 14 %, к 1-му месяцу онтогенеза - на 18 %, в полгода - на 19 %, к 9-ти месяцам - на 24 %, а в полуторагодовалом возрасте - на 26 %. При этом разница между седиментируемой

активностью - галактозидазы между 18-ти месячными телятами нормотрофиками и гипотрофиками составляет 160 ед., или 28%, в пользу телят с нормальной функцией щитовидной железы.

Регуляцией компенсаторноприспособительных процессов в миокарде гипотиреозных телят Са2+ - антагонистом удалось максимально приблизить показатели - галактозидазы внутри и вне лизосом к таковым у телят с нормальной функцией щитовидной железы. Так, к возрасту 1 месяц разница между седиментируемой и неседиментируемой активностью - галак-тозидазы сократилась до 8 %, тогда как при рождении она составляла 13%. К 3-х месячному возрасту разница 4%-ная-мини-мальная. Причем тенденция меняется, седиментируемой активности становится больше, чем неседиментируемой. Далее активность - галактозидазы под действием Са2+ - антагониста приближается к показателям нормы. Так, в 6 месяцев - для седиментируемой формы разница 0,5 %, для неседиментируемой - на 1,5 %. В течение роста и развития до полутора лет достоверной разницы между показателями активности - галактозидазы у нормотрофиков и гипотрофиков, которым проводили регуляцию компенсаторноприспособительных реакций, не обнаружено.

Выводы.

Регуляция Са2+ компенсаторно-

приспособительной адаптивности

коров-гипотрофиков, восприимчивых к лейкозу, нормализует активность кислой фосфатазы в миокарде животных. Компенсаторная адаптивность миокарда гипотиреозных телят Са2+ - антагонистом максимально приближает показатели галактозидазы внутри и вне лизосом к таковым у телят с нормальной функцией щитовидной железы. В течение онтогенеза до полутора лет достоверной разницы между активностью - галактозидазы у нормотрофиков и гипотрофиков, которым проводили регуляцию компенсаторноприспособительных реакций, не обнаружено, что подчеркивает необходимость использования блокатора «медленных» кальциевых каналов при росте и развитии телят с гипофункцией щитовидной железы.

Рекомендации. Можно еще раз утверждать, что введение Са2+ -антагониста позволяет регулировать развитие сердечной мышцы независимо от уровня гормонов щитовидной железы, что положительно влияет на формирование резистентности крупного рогатого скота к маститу и лейкозу. Методику регуляции компенсаторно-приспособительных реакций миокарда телят с гипофункцией щитовидной железы Са2+ - антагонистом необходимо применять в тех районах, где обнаруживается природный недостаток йода.

Литература

1. Коровушкин А. А., Яковлев А. Ф., Нефедова С. А. Устойчивость коров к маститу и лейкозу // Зоотехния. 2004. № 7. С. 25—26.

2. Коровушкин А. А., Шашурина Е. А., Нефедова С. А. Рост молодняка черно-пестрой породы в зависимости от их адаптации и генотипа / Материалы Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. Рязань, 2004. С. 356—358.

3. Коровушкин А. А., Нефедова С. А. Биотехнологические факторы регуляции компенсаторно-приспособительных реакций формирования резистентности животных / Сборник научных трудов ученых Рязанской ГСХА. Рязань, 2004. С. 351—352.

4. Строителев В. В., Рязанова А. А., Чугунова Е. Г. Влияние йодтиронинов на активность цитоплазматических и лизосомальных ферментов миокарда / Всесоюзный съезд эндокринологов : тез. докл. Ташкент, 1989. С. 106.

5. Физиология и патофизиология сердца : в 2 т. / Пер. с англ. Под ред. Н. Сперелакиса. 2-е изд., исп. М. : Медицина,

1990. 624 с.

взаимосвязь резистентности к маститу гипотиреозных коров различных кроссов при индукции компенсаторной адаптивности са2+ - антагонистом

Г. м. ТУИНКов (фото 1), заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, А. А. КоРоВУШКНИ (фото 2),доктор биологических наук, профессор,

С. А. ИЕФЕДоВА (фото 3),кандидат биологических наук, доцент, Рязанский ГАТУ

фото 1

фото 2

фото 3

390044, г. Рязань, ул. Костычева, д. І; тел. 8(4912)355501

Ключевые слова: кроссирование, резистентность, компенсаторная адаптивность, гипотиреоз, мастит, Са2+- антагонист.

Keywords: Krossirovan, resistance, compensatory adaptability, hypothyroidism, mastitis, Ca2 +- antagonist.

Актуальность, цель и методики исследований. Животноводство является одной из основных отраслей АПК,

www. m-avu. narod. ru

от дальнейшего развития которой работы является комплексное решение зависит обеспеченность населения пол- проблемы повышения продуктивности, ноценными продуктами питания. Целью а также резистентности к маститу коров

33