CC BY
53
№ 12 (79), 2010 г.
Аграрный вестник Урала
51
волокон, ориентированы по направлению этих волокон. Анастомозы между ними бывают одиночными или множественными.
Таким образом, в результате проведенных исследований нами установлено, что в динамических мышцах характерным является равномерное распределение сосудов, их извилистый ход и магистральный тип ветвления. Это является типичным для мышц, способных быстро и значительно изменять свой объем. Благодаря малому количеству анастомозов, между артериальными ветвями первого и
второго порядков в мышцах динамического типа происходит ограниченный в той или иной форме участок кровоснабжения. Кроме того, артерии вступают ближе к той точке, которая является относительно более неподвижной в момент работы данной мышцы, что предохраняет артерию от растяжения. Иногда к мышцам подходит несколько ветвей кратчайшим путем от соседних экстраорганных артерий, которые вступают в нее от рядом лежащих мышц в различных местах. В динамо-статических мышцах, имеющих ясно выраженную морфологическую само-
стоятельность, артерии входят в нее концентрированнее и ветвление их начинается сразу после вступлении артерии в мышцу. Следовательно, место вхождения артерий в мышцу определяется взаиморасположением мышцы и артериального источника, формой, ее внутренним строением, взаимодействием с окружающими органами и тканями, близостью к фиксированной точке. Все эти факторы отражают общую закономерность экстраорганного хода и интраорганного разветвления артерий в мышцах кратчайшим путем в наиболее защищенном положении.
Литература
1. Вракин В. Ф., Сидорова М. В. Анатомия и гистология домашней птицы. М. : Колос, 1984. С. 255-269.
2.Константинов В. М., Шаповалова С. П. Сравнительная анатомия позвоночных животных. М. : Академия, 2005. С. 177181.
3. Solomon F. V. Lerhbuch der Geflugelanatomie, Gustav-Fisher Verlag, Jena, Studdgart, 1993. P. 271-279.
4. Акаевский Н. И., Малявкин А. Н. Особенности ветвлениия подключичной артерии у домашних птиц / Функциональная морфология кровеносной системы животных. Оренбург, 1972. С. 13-14.
5.Осинский Л. П. Возрастные и видовые особенности строения артерий крыла домашних птиц. Вопросы морфологи и домашних животных. Ульяновск, 1979. С. 53-54.
6.Беличенко В. М., Григорьева Т. А., Коростышевская И. М., Шошенко К. А. Новые материалы к пониманию механизмов онтогенеза кровеносной системы теплокровных // Бюлл. СОРАМН. 2004. № 2 (112). С. 114-117.
7.Козлов В. И., Аносов И. П., Миронов А. А. Становление структурно-функциональных единиц микроциркуляторного русла мышц в постнатальном онтогенезе у белой крысы // Архив АГЭ. Т. ХСк 1986. № 121. С. 43-54.
8. Чернух А. М., Александров П. Н., Алексеев О. В. Микроциркуляция- М. : Медицина, 1975. С. 111-133.
СОПРЯЖЕННОСТЬ КОНЦЕНТРАЦИИ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ МЯСНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ У МОЛОДНЯКА ГЕРЕФОРДСКОЙ ПОРОДЫ
Н. В. ФОМИНА (фото),
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент,
М. А. ДЕРХО,
доктор биологических наук, Уральская ГАВМ
457100, Челябинская обл., г. Троицк, ул. Гагарина, 13
Ключевые слова: аминокислоты, приросты живой массы.
Отбор животных по биохимической индивидуальности позволяет уже в раннем возрасте выявлять среди лучших фенотипов лучшие генотипы, учитывая, что уровень показателей сыворотки крови обусловлен наследственностью. До сих пор нет единого мнения о возможности прогнозирования показателей мясной продуктивности молодняка по биохимическим показателям крови на ранних этапах онтогенеза. В то же время отбор животных для селекции по более высоким метаболическим параметрам может существенно повысить продуктивные качества.
Для того чтобы успешно прогнозировать продуктивность по метаболитам крови у животных в молодом возрасте, очень важно знать изменение этих показателей у молодняка под влиянием возрастного фактора. В нашей работа в качестве биохимического показателя выбраны свободные аминокислоты крови, являющиеся субстратами для биосинтеза белков ор-
ганизма животных. В проблеме изучения белкового обмена у мясных пород крупного рогатого скота в настоящее время имеются определенные успехи, но недостаточно изучены закономерности синтеза и обновления белков тела, механизмы, регулирующие эти процессы, знание которых открывает перспективу их коррекции в рамках биологических возможностей организма. Актуальность научных поисков в этом направлении связана с возможностью разработки новых способов прогнозирования продуктивных реакций и выявления животных с высоким потенциалом мясной продуктивности. Исследования последних лет [3, 4] показали, что решение вопросов, связанных с формированием и реализацией продуктивного потенциала молодняка крупного рогатого скота невозможно без четкого понимания закономерностей становления и закрепления физи-олого-биохимических основ ценных хозяйственно-полезных признаков.
Продуктивность как результат
сложного взаимодействия генотипа с ок-ружающей средой определенным образом зависит от обменных процессов организма, поэтому выяснение закономерностей формирования взаимосвязей отдельных метаболитов крови с продуктивностью является важной составляющей в проблеме повышения эффективности селекционного процесса.
В связи с этим целью наших исследований явилось изучение сопряженности динамики свободных аминокислот в сыворотке крови молодняка ге-рефордской породы с уровнем их среднесуточных приростов и интенсивностью увеличения живой массы.
Материалы и методы.
Экспериментальная часть работы выполнена на базе ОАО "Агрофирма Ариант" Челябинской области в 20072008 гг. Объектом исследований служил молодняк уральского типа мясно-
Amino acids, gain live weight.
52
Аграрный вестник Урала
№ 12 (79), 2010 г.
го скота герефордской породы. Кормление и содержание подопытных животных осуществлялось в соответствии с требованиями технологии и нормам, рекомендованным ВНИИМС. Материалом исследования служила кровь, которую брали утром, до кормления. В ней определяли концентрацию общего белка рефрактометрически и уровень свободных аминокислот на аминокислотном анализаторе.
Динамику живой массы и среднесуточные приросты живой массы молодняка определяли по результатам ежемесячных взвешиваний.
Результаты исследования.
Величина живой массы является показателем развития, упитанности, физиологического состояния, а также уровня обеспеченности организма животных питательными веществами, динамика которой представлена в таблице 1. Наиболее интенсивное увеличение живой массы наблюдалось у всех опытных животных в период с 3го по 6-ти месячный возраст: у бычков - на 77,58 кг, у тёлочек - на 75,71 кг. Сравнительно высокий темп нарастания живой массы у молодняка со-хра-нялся до 12-ти месячного возраста.
Для периода с 1-го по 6-ой месяцы постнатального онтогенеза характерна достаточно высокая величина среднесуточных приростов, достигающая максимальных величин как у бычков, так и тёлочек, с превосходством бычков к тёлочкам на 2,5-8,3 %. После 6-ти месячного возраста интенсивность роста снижается, достигая минимума к 15-ти месячному возрасту.
Считаем, что установленные отличия в темпах роста бычков и тёлочек обусловлены особенностями обмена веществ, в том числе и белкового, в организме животных.
Установлено, что обмен белков -это количественный процесс, и для прогнозирования продуктивности животных необходимо иметь четкое представление об объеме субстратов-метаболитов, достаточных для поддержания эффективного синтеза белка. Уровень доступных для усвоения аминокислот образуется при трансформации сырых питательных веществ корма в желудочно-кишечном тракте в процессе катаболизма собственных белков, анаболизма заменимых аминокислот и т. д. При этом обеспеченность организма свободными аминокислотами регулирует скорость катаболизма тканевых белков, что заслуживает не меньшего внимания, чем процессы биосинтеза. По меньшей мере восемь аминокислот (лейцин, фенилаланин, тирозин, глутаминовая кислота, пролин, гистидин, триптофан и метионин) могут угнетать внутриклеточный протеолиз в ткани печени [3, 4]. Это даёт основание утверждать, что аминокислоты являются основными компонентами системы метаболического контроля как синтеза, так и катаболизма белков и создают регуляторные предпосылки для внешнего контроля. Поэтому пул свободных амино-
Таблица 1
Динамика живой массы, (X±Sx, n = 10)
Показатели Живая масса, кг Показа- тели Среднесуточные приросты, г
Бычки Телочки Бычки Телочки
При рождении 26,29±0,89 23,57±0,84 - - -
1 мес. 41,43± 2,47 37,86±2,83 0-1 501,43±70,66 472,86±73,77
3 мес. 97,71±2,78 89,86±2,32 1-3 938,00±43,84 866,6±60,63
6 мес. 1 75,29±4,12 165,57±1,73 3-6 862,43±23,45 841,86±28,89
9 мес. 249,86±3,07 238,43±2,28 6-9 828,56±31,83 804,71 ±21,73
12 мес. 323,00±3,80 309,43±1,76 9-12 812,57±21,85 788,71±32,05
15 мес. 388,29±4,97 368,00±1,90 12-15 725,86±27,53 650,78±15,80
Таблица 2
Соотношение заменимых и незаменимых аминокислот в сыворотке крови
Показатель Возраст
10 сут 1 мес 3мес 6мес 9мес 12мес 15мес
Общий белок Б 63,4± 1,28 65,78± 2,00 72,20± 1,71 74,76± 0,75* 74,96± 0,87 75,10± 0,76 75,80± 0,83
Т 61,90± 0,54 63,22± 1,02 65,04± 1,49 69,00± 0,45* 70,00± 0,63* 71,20± 0,53* 72,00± 0,61*
£ свободных аминокислот Б 4,57 ±1,03 4,11 ±0,78 3,52 ±0,68 3,05 ±0,56* 3,00 ±0, 74* 2,58± 0,51* 2,30 ±0,67*
Т 4,41 ±1,03 3,93 ±0,78 3,81 ±0,68 3,25 ±0,36* 3,10 ±0, 34* 2,99 ±0,51* 2,61 ±0,67*
£ ЗА Б 2,06 ±0,55 1,75 ±0,29 1,48 ±0,32 1,27 ±0,36* 1,24 ±0, 38* 1,10 ±0,36* 0,90 ±0,37*
Т 2,01 ±0,55 1,72 ±0,29 1,64 ±0,32 1,41 ±0,36* 1,28 ±0, 38* 1,27 ±0,36* 1,10 ±0,37*
£ НЗА Б 1,89 ±0,35 1,75 ±0,38 1,51 ±0,27 1,37 ±0,25* 1,36 ±0,21 1,18 ±0,07* 1,10 ±0,24*
Т 1,81 ±0,35 1,65 ±0,38 1,63± 0,27 1,41 ±0,15* 1,40 ±0,11* 1,32 ±0,07* 1,15 ±0,24*
£ УЗА Б 0,62 ±0,13 0,60 ±0,11 0,53 ±0,09 0,41 ±0,03* 0,40 ±0, 04* 0,30 ±0,08 0,30 ±0,05*
Т 0,59 ±0,13 0,56 ±0,38 0,54 ±0,09 0,43 ±0,05* 0,42 ±0, 05* 0,40 ±0,08* 0,36 ±0,05*
£НЗА+УЗА £ ЗА Б 1,22 ±0,20 1,34 ±0,10 1,39 ±0,15 1,40 ±0,20 1,42 ±0,25 1,34 ±0,06 1,56 ±0,17*
Т 1,19 ±0,2 1,28 ±0,40 1,32 ±0,15 1,31 ±0,25 1,42 ±0, 25* 1,35 ±0,06 1,37 ±0,17*
Примечание: * - р<0,05-0,001 по отношению к 10 ти суточному возрасту, Б - бычки, Т - те-лочки; ЗА - заменимые аминокислоты; НЗА - незаменимые аминокислоты; УЗА - условно заменимые аминокислоты
кислот в периферической крови постоянен и генетически детерминирован, он есть количественный результат, отражающий соотношение в организме животных объемов анаболизма и катаболизма белковых веществ. Вышеперечисленные ф акторы мы учитывали при анализе динамики свободных аминокислот в ходе роста молодняка.
Нами установлено, что по мере роста и развития молодняка в крови возрастает содержание общего белка и падает концентрация свободных аминокислот. Минимальный уровень общего белка и максимальный аминокислот, как заменимых, так и условно заменимых и незаменимых, содержится в сыворотке крови 10-ти суточных и месячных животных (табл. 2). Если исходить из того, что эффективность использования пула свободных аминокислот зависит от его уравновешенности, то есть от соответствия текущим метаболическим потребностям той или иной ткани, то можно предположить, что в организме животных поступление субстратов превосходит их востребованность. Объём анаболизма белков в этот возрастной интервал определяется физиологическим периодом развития, характеризующимся становлением функций физиологическим систем организма, что сдерживает увеличе-
ние белков мышечной массы.
В период с 1-го по 6-ой месяцы по-стнатального онтогенеза происходит максимальное повышение концентрации общего белка и снижение амино-кис-лот в сыворотке крови. Так, у бычков уровень общего белка увеличивается на 17,9 %, а сумма свободных аминокислот уменьшается на 25,8 %, у телочек, соответственно, на 11,4 и 17,3 % (р < 0,01). Данной динамике биохимических показателей соответствуют наивысшие темпы увеличения живой массы и уровня среднесуточных приростов у молодняка. Следовательно, можно утверждать, что в возрастной отрезок 1-6 месяцев аминокислоты в организме животных преимущественно используются в процессах биосинтеза белков тела и обеспечении его энергией через цикл глюконеогене-за. В период с 6-го по 12-й месяц и для бычков, и для тёлочек характерны примерно одинаковые темпы увеличения живой массы: у бычков она увеличивается на 147,7 кг, у тёлочек - на 143,9 кг (табл. 1). В данный возрастной промежуток концентрация общего белка в сыворотке крови животных практически не изменяется (табл. 2), но сумма свободных аминокислот уменьшается: у бычков - на 15,4 %, преимущественно за счёт условно заменимых, а у телочек - только на 8,0 %, в
№ 12 (79), 2010 г.
Аграрный вестник Урала
53
Таблица 3
Результаты факторного анализа (формулы первых главных факторов (У1)
В г ру п п е бычки:
У! = ЛЕЙ + ЛИЗ + ФЕН + ГИС + ТИР + ГЛИ + СЕР + ВАЛ + АРГ
В г ру п п е тёлочки :
У1 = СЕР + ЛИЗ + ФЕН + ЛЕЙ + ГИС + ГЛИ + ВАЛ + ТИР
основном за счёт заменимых. Это свидетельствует о том, что эффективность утилизации отдельных аминокислот в организме бычков и тёлочек различна, и она определяется их востребованностью в процессах жизнедеятельности организма. Во-первых, прослеживается половой диморфизм в субстратах, используемых для покрытия энергозатрат белкового анаболизма. Так, в организме тёлочек для этих целей используются заменимые аминокислоты. Во-вторых, наблюдается повышенная биологическая востребованность у бычков условно заменимых аминокислот (аргинин, гистидин).
Установлено, что аргинин обладает ощутимым анаболическим действием за счёт способности стимулировать выброс в кровь соматотропного гормона; она важный компонент обмена веществ в мышечной ткани, так как способствует поддержанию оптимального азотного баланса за счёт участия в транспортировке и обезвреживании избыточного азота. Гистидин же способствует росту мышечной ткани за счёт стимулирования кровообращения, процессов биосинтеза гемоглобина, а также регуляции синтез нуклеиновых кислот. Кроме этого, в мышечных клетках гистидин - исходное вещество для образования биологически активных пептидов карнозина и анзерина [5].
Благодаря такому обширному спектру действия, аминокислоты аргинин и гистидин наиболее востребованы в данный возрастной период у бычков,
и, вероятно, их использование способствует более высокому увеличению мышечной массы.
Хотелось бы отметить, что среднее содержание свободных аминокислот в сыворотке крови бычков во все периоды роста, кроме 1 го месяца, было ниже, чем у тёлочек. Поскольку животные находились на одинаковом рационе и были одного возраста, то различия по метаболизму и, как следствие, продуктивности, связаны с половыми особенностями. Следовательно, интенсивность наращивания мышечной массы у бычков выше, чем у телочек, что в значительной мере обусловлено преобладанием процессов биосинтеза мышечных белков над их катаболизмом. Поскольку у бычков скорость распада мышечных белков была существенно ниже, чем у тёлочек, а скорость синтеза выше, то это обусловило большую интенсивность накопления мышечной массы в их орга-
низме и, соответственно, определяло использование аминокислот.
В возрастной период 12-15 месяцев темпы увеличения живой массы снижаются, что подтверждается соответствующей динамикой общего белка и аминокислот. Вероятно, в данный возрастной интервал изменяется соотношение между биосинтезом и распадом мышечных белков за счёт усиления скорости их деградации, поскольку известно, что, по мере роста животных, "белоксинтезирующие системы" мышц менее чувствительны к изменениям условий питания и внешней среды по сравнению с "белокдег-радирующими системами".
Таким образом, с увеличением возраста животных замедляется интенсивность роста мышечной ткани и отложения белков в скелетных мышцах, о чём свидетельствует уменьшение пула свободных аминокислот в крови. Уровень обеспеченности метаболических процессов аминокислотами оказывает существенное влияние на обмен белков в мышечной ткани молодняка и, соответственно, на показатели мясной продуктивности.
Для выявления общих закономерностей, происходящих в гомеостазе свободных аминокислот сыворотки крови животных, использовали факторный анализ, который позволяет сжать информацию о 17 ти аминокислотах путём вычисления главных компонентов. Факторный анализ матрицы аминокислот проводили в каждой группе - бычки, тёлочки. Рассмотрим первые факторы, образованные с помощью математической процедуры, в группах (У1), поскольку они имеют ведущее информационное значение и извлекают самые большие проценты дисперсии, тогда как остальные факторы имеют меньший вес и включают 1-2 переменных. Формулы полученных 1 ых главных факторов для каждой из групп исследования представлены в таблице 3.
Фактор в каждой группе связан корреляционными отношениями с аминокислотами, которые имеют значение в обмене веществ непосредственно для
мышечной ткани. Можно полагать, что баланс именно этих аминокислот имеет наибольшее значение в метаболизме мышечных клеток. Результаты факторного анализа в разные периоды по-стнатального онтогенеза указывают на существенное структурное сходство выделенного главного фактора (по связанным с ним аминацидам) в этих группах. Общие аминокислоты, взаимосвязанные с первым главным фактором, могут свидетельствовать о сходстве синтезируемых в организме белков. В то же время, имеются и различия сцепления главных факторов с некоторыми аминокислотами, что указывает на половые различия в белковом метаболизме.
В заключение следует отметить, что, несмотря на специфические био-ло-гические функции отдельных аминокислот, обмен их представляет единое це-лое, а также взаимосвязан с обменом жиров, углеводов, витаминов в организме. Очевидно, что возрастная динамика отдельных аминокислот зависит от совокупности факторов: уровня пищевого источника аминокислот, катаболизма белков в тканях, функционального состояния печени, обеспечивающей процессы синтеза аминокислот и их превращения. С другой стороны, баланс аминокислотного состава сыворотки крови у животных создает благоприятные условия для образования мышечной массы, т. е. мясной продуктивности.
Подводя итог статистическому исследованию возрастных изменений свободных аминокислот в сыворотке крови молодняка, можно предположить, что их баланс в сыворотке крови, по всей видимости, обусловлен изме-нениями на всех уровнях системы регуляции обмена веществ в организме - на уровне ЦНС, на уровне эндокринной системы, а также на клеточном уровне. Принимая во внимание выраженное постоянство свободных амино-кислот сыворотки крови, можно считать, что характер их изменений отражает темпы увеличения живой массы.
Литература
1. Аитова М. Д., Сущенкова С. Ф., Кальницкий Б. Д. и др. Интенсивность процессов синтеза и катаболизма белков тела и характер азотистого метаболизма у растущих бычков / Научн. тр. ВНИИФБиП. Боровск, 1992. С. 227-229.
2. Кальницкий Б. Д., Аитова М. Д., Еримбетов К. Т. и др. Особенности метаболизма у бычков герефордской и холмогорской пород и их продуктивность // Мат-лы. научн. конф. Нижний Новгород : НГСХА, 2002. С. 25-26.
3. Bauman D. Partitiminy of nutrients in the high producing dairy cow. In: Согпе11. nutr. ^nfer. for feed. manuf. Budapesht, 1979. Р 12-17.
4. Schwarz А., Roberts W. L., Pasguali M. Analysis of plasma amino acids by HPLC withphotodiode array and fluorescence detection // Clinica Chimica Acta. 2004. V. 312. P. 253-262.
5. Козловский А. В., Лелевич В. В., Шейбак В. М., Воробьев В. В. Биологически активные соединения в регуляции метаболического гомеостаза // Мат-лы междунар. научн. конф. Ч. 1. Гродно, 2000. С. 243-246.
