Активность свободнорадикального окисления и антиоксидантной защиты у поросят в постнатальном периоде онтогенеза

УДК 616.1/8-005.4+616.1 А.В. Сахаров, А.А. Макеев, А.Е. Просенко, Е.И. Рябчикова

АКТИВНОСТЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ У ПОРОСЯТ В ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА

Исследованы показатели липопероксидации и функционального состояния системы антиокси-дантной защиты в плазме крови поросят в период от новорожденности до 40-х суток постнатального онтогенеза. Выявлено увеличение содержания малонового диальдегида и диеновых конъюгатов, а также снижение активности супероксиддисмутазы и каталазы в период от новорожденности до 30-х суток жизни. Данные изменения являются отражением адаптивной реакции организма поросят к окислительному стрессу в условиях перестройки оксигенации.

Ключевые слова: поросята, онтогенез, окислительный стресс, адаптация.

A.V. Sakharov, A.A. Makeev, A.E. Prosenko, Ye.I. Ryabchikova

PIGLETS FREERADICAL OXIDATION ACTIVITY AND ANTIOXIDANTION PROTECTION IN THE POSTNATAL ONTOGENESIS PERIOD

The indices of lipoperoxidation and functional condition of antioxidant defense system in piglets plasma in the period from birth to 40 days of ontogenesis postnatal period are studyed in the article. The malondialdehyde and diene conjugates mass increase and also superoxide dismutase and catalase activity decrease in the period from birth to 30 days of life are revealed. These changes represent adaptive reaction of piglet organism to oxidative stress in the conditions of oxygenation mode changes.

Key words: piglets, ontogenesis, oxidative stress, adaptation.

Высокая гибель молодняка является одним из главных факторов, сдерживающих развитие промышленного свиноводства [11]. При нарушении технологического и зооветеринарного регламента животные в ранние периоды жизни оказываются наиболее чувствительными к факторным инфекционным болезням. Изменения условий содержания поросят приводят к снижению естественной резистентности животных и повышению активности условно-патогенной микрофлоры [4]. В реализации механизмов устойчивости животных к инфекционным заболеваниям существенная роль принадлежит активированным кислородным метаболитам (АКМ) и развитию окислительного стресса [8]. Оценка антиоксидантного статуса поросят в ранние периоды постнатального онтогенеза позволяет определить параметры адаптации организма животных к окислительному стрессу.

Цель исследований - изучить интенсивность свободнорадикального перекисного окисления липидов и функциональное состояние системы антиоксидантной защиты в сыворотке крови поросят в постнатальном периоде онтогенеза.

Материал и методы исследований. Исследования проводили на поросятах породы СМ-1 в условиях свинокомплекса «Кудряшовский» Новосибирской области у новорожденных поросят, а также поросят в возрасте 7-, 14-, 20-, 30- и 40-суточного возраста, прижизненно из яремной вены забирали кровь и готовили сыворотку крови по стандартной методике. Каждая возрастная группа состояла из 30 животных.

В сыворотке крови определяли содержание продуктов свободнорадикального перекисного окисления липидов - малонового диальдегида (МДА), диеновых конъюгатов (ДК), а также активность ключевых ферментов антиоксидантоной защиты - супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ).

Содержание МДА определяли в реакции с 3-хлоруксусной и тиобарбитуровой кислотами в присутствии ионов меди [9]; концентрацию ДК выявляли реакцией с гептан-изопропаноловой смесью [10]. Активность ферментов антиоксидантной защиты - СОД - регистрировали по степени ингибирования хемилюминесценции в растворе с ксантиноксидазой [12]; активность КАТ определяли реакцией перекиси водорода с добавлением молибдата аммония [5]. Интенсивность реакции оценивали спектрофотометрически при соответствующей длине волны. Статистическую обработку данных проводили с использованием 1-критерия Стьюдента.

Результаты исследований и их обсуждение. Исследование плазмы крови поросят различных возрастных групп показало, что в течение периода от рождения до 30-х суток жизни происходит увеличение содержания высокотоксичных продуктов свободнорадикального окисления - МДА и ДК (рис. 1). Рост данных показателей сложно интерпретировать, поскольку само по себе увеличение может быть возрастной особенностью и не являться объективным отражением степени повреждения этими соединениями клеток и межклеточного вещества различных тканей. Однако эти данные в совокупности с анализом состояния активности

ферментов антиоксидантной защиты позволяют судить о развитии окислительного стресса (ОС) и свободнорадикального повреждения органов различных физиологических систем.

0,4

0,3

0,2

А

хх] - новорожденные дтт - 7 суток

ЁЭ - 30 суток 1^1 - 40 суток

14 суток

Б

20 суток

Рис. 1. Содержание продуктов свободнорадикального окисления в сыворотке крови поросят: А - содержание малонового диальдегида; Б - содержание диеновых конъюгатов

Изучение активности ключевых ферментов антиоксидантной защиты - СОД и КАТ, - лимитирующих токсическое действие АКМ, показало, что увеличение уровня МДА и ДК в сыворотке крови происходит параллельно со снижением активности исследованных ферментов (рис. 2). В доступных литературных источниках отсутствуют сведения о возрастных изменениях показателей пероксидации и антиоксидантной защиты у поросят в ранний период постнатального онтогенеза. Известно, что у новорожденных и детей первых 3-х дней жизни катаболическая направленность общего обмена веществ способствует повышенной генерации АКМ, накоплению продуктов свободнорадикального окисления [1; 7].

0.6

0.5

0.1

0

А

77] - новорожденные [ТПП - 7 суток -30 суток 'КУУ - 40 суток

- 14 суток

- 20 суток

Рис. 2. Активность ферментов антиоксидантной защиты в сыворотке крови поросят: А - активность супероксиддисмутазы; Б - активность каталазы

Б

Физиологическая целесообразность повышенного распада белков в период острой фазы адаптации организма новорожденных к изменению характера оксигенации определяется благоприятными условиями для глюконеогенеза и перераспределением трофических веществ и энергии между органами, играющими решающую роль в этом процессе адаптации [3]. Высокий уровень гликолиза и липолиза с повышением уровня диенов, диенокетонов и МДА характерен для всех новорожденных млекопитающих [2]. Окисление жира при недостатке углеводов происходит не полностью, что приводит к повышению в крови уровня АКМ и токсичных кетоновых соединений [6; 8]. Считается, что активация свободного перекислого окисления липидов (СПОЛ) и снижение активности СОД являются адаптивной реакцией организма новорожденных в условиях резкой перестройки кислородного режима [13].

Оценивая показатели пероксидации и функциональной активности системы антиоксидантоной защиты в плазме крови поросят, можно полагать, что увеличение уровня содержания МДА и ДК и снижение активности антиоксидантных ферментов в период от новорожденности до 30-х суток жизни является адаптивной реакцией организма поросят на ОС в изменившихся условиях оксигенации. Развитие ОС в ранние периоды постнатального онтогенеза может быть обусловлено резкой перестройкой кислородного режима организма новорожденных, а также поросят первого месяца жизни.

В период от 30 до 40 суток жизни происходит завершение адаптации и осуществляется перестройка метаболизма на качественно новом уровне, отражением чего является снижение интегральных показателей пероксидации и повышение активности СОД и КАТ к 40-м суткам постнатального онтогенеза.

Выявленное повышение свободнорадикального перекисного окисления липидов и снижение активности системы антиоксидантной защиты в сыворотке крови поросят в ранний период постнатального онтогенеза необходимо учитывать при разработке схем профилактики заболеваний молодняка на свинокомплексах. В связи с высокой заболеваемостью и смертностью поросят на крупных комплексах и специализированных фермах среди новорожденных поросят и поросят первого месяца жизни рекомендуется введение в рацион животных антиоксидантов.

Литература

1. Абрамченко, В.В. Антиоксиданты и антигипоксанты в акушерстве / В.В. Абрамченко. - СПб.: ДЕАН, 2001. - 400 с.

2. Анисимов, В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения / В.Н. Анисимов. - СПб.: Наука, 2003. - 468 с.

3. Владимиров, Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах / Ю.А. Владимиров // Соросов. образовательный журн. - 2000. - № 12. - С. 13-19.

4. Джупина, С.И. Факторные инфекционные болезни животных / С.И. Джупина // Ветеринария. - 2001. -№3. - С. 6-9.

5. Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк // Лаб. дело. - 1988. - №1. -С.16-19.

6. Кулинский, В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред, защита / В.И. Кулинский // Соросов. образовательный журн. - 1999. - № 1. - С. 2-7.

7. Лущак, В.И. Свободно-радикальное окисление белков и его связь с функциональным состоянием организма / В.И. Лущак // Биохимия. - 2007. - Т. 72. - № 8. - С. 995-1017.

8. Окислительный стресс: Патологические состояния и заболевания / Е.Б. Меньщикова, Н.К. Зенков,

В.З. Ланкин [и др.]. - Новосибирск: АРТА. - 2008. - 284 с.

9. Определение резистентности к окислению липопротеинов низкой плотности сыворотки крови: метод. рекомендации / сост. Ю.И. Разина, М.И. Душкин. - Новосибирск, 1998. - 11 с.

10. Стальная, И.Д. Современные методы в биохимии / И.Д. Стальная. - М.: Медицина, 1977. - 391 с.

11. Шахов, А.Г. Факторные инфекции свиней / А.Г. Шахов, А.И. Ануфриев, П.А. Ануфриев // Животноводство России. - 2005. - С.24-27.

12. Laihia, J.K. Lucigenin and linoleate enhanced chemiluminescent assay for superoxide dismutase activity / J.K. Laihia, C.T. Jansen, M. Ahotupa// Free Radic. Biol. Med. - 1993. - Vol. 14. - P. 457-461.

13. Poli, G. Oxidative stress and cell signaling / G. Poli, G. Leonarduzzi, F. Biasi // Current Med. Chem. - 2004.

- Vol. 11. - P. 1163-1182.

'--------♦-----------