Изучение гендерных различий у серо-крапчатой и голубой популяций цесарки (Numida meleagris L. ) по некоторым биохимическим показателям

Magnesium carbonate in the diets of young hens Yunaev А., Fedin А., Guryanov A., Gayirbegov D.

Possibility of use of a magnesium carbonate as a mineral additive in the diets of young chicken of industrial herd is proved scientifically. On the basis of data obtained in scientific and commercial experience it was found the most optimal probability dose of magnesium carbonate in the diets of young animals equal to 80 mg/100 g of mixed fodder. The use of magnesium supplements in the dose helped to increase live weight of an experienced young stock at rearing period by 2.6 to 3.4%. The average daily gain at the end of the experience was at the level of 11.95 g that is 5.8% higher than in the control group.

Feeding with magnesium carbonate had a positive impact on post-causation egg productivity of laying hens. The most high egg production was observed in hens of the second experimental group received supplement magnesium carbonate at a dose of 80 mg per 100 g of dry food daily. During 180 days of the scientific and economic experience the gross harvest of eggs in this group was 6056 eggs, 593 eggs more than in control, and by 225 and 392 higher than in the first and third groups respectively.

Key words: live weight, magnesium carbonate, cross «Lohmann brown», egg production, feeding, increase

УДК 577.29:636.593

Изучение тендерных различий у серо-крапчатой и голубой популяций цесарки (Numida Meleagris L.) по некоторым биохимическим показателям

Владимир Александрович Забиякин*, доктор с.-х. наук, зав. лабораторией,

Александр Андреевич Ведерников, аспирант,

Михаил Васильевич Дубинин, аспирант,

Наталия Иосифовна Иванушкина, магистрант,

Ольга Владимировна Попова, кандидат биол. наук, доцент,

Виктор Николаевич Самарцев, доктор биол. наук, профессор

*ГНУ Марийский НИИСХ, п. Руэм, Республика Марий Эл, Россия

ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет», г. Йошкар-Ола,

Республика Марий Эл, Россия

E-mail: zabiakin@marsu.ru

С биологической точки зрения, интенсивная селекция на повышение хозяйственно важных признаков любой сельскохозяйственной птицы в «закрытых популяциях» неизбежно приводит к снижению генотипического разнообразия, многочисленным болезням из-за снижения иммунитета и действия факторов стресса. У самцов и самок двух популяций цесарок, разводимых в генофондном хозяйстве ЗАО «Марийское», было изучено содержание маркеров развития окислительного стресса в крови, а также рассмотрена активность свободного окисления в митохондриях печени. В результате проведенных исследований были выявлены гендерные различия по указанным биохимическим параметрам для популяции голубых цесарок. В то же время для цесарок серо-крапчатой популяции данные различия обнаружены не были. Проведенное биохимическое исследование позволит разработать методы сохранения этого вида сельскохозяйственной птицы в генофондных хозяйствах, и может быть использовано при разработке новых направлений в селекции цесарок, в частности отбора форм с высокой жизнеспособностью и устойчивостью к стрессам.

Ключевые слова: цесарки, перекисное окисление липидов, митохондрии печени, свободное окисление, гендерные различия

Цесарки являются одним из перспективных видов сельскохозяйственной птицы, мясо и яйца которых обладают высокими вкусовыми и пищевыми свойствами. В рамках современного промышленного воспроизводства пород и популяций цесарок не малое значение имеют продуктивные качества и выживаемость особей в сохраняемых узколокальных популяциях.

Приемы воспроизводства, методы оценки родительских пар, сохранения биоразнообразия пород и исходных популяций цесарок в генофондных хозяйствах требуют дальнейшего совершенствования [1]. Биологические особенности цесарок также изучены пока недостаточно и стали предметом целенаправленных фундаментальных исследований.

Известно, что организмы разных видов отличаются по устойчивости к действию неблагоприятных факторов, и в этом случае отмечаются также существенные различия между самцами и самками [2, 3]. Такие, так называемые, тендерные различия могут проявляться на клеточном, субклеточном и молекулярном уровнях. Известно, что одной из причин гибели клеток является окислительный стресс, вызванный избыточной продукцией активных форм кислорода (АФК) в митохондриях [4]. Гибель большого количества клеток жизненно важных органов может привести к нарушению их функции, а это, в свою очередь, может быть причиной гибели всего организма [4]. Индикаторами развития окислительного стресса в организме является повышение в крови уровня продуктов пе-рекисного окисления липидов - диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА) [5]. Эффективной защитой от окислительного стресса служит так называемое «мягкое разобщение», которое предотвращает образование АФК в митохондриях. Под «мягким разобщением» понимают состояние, при котором процесс потребления кислорода митохондриями не сопряжен с синтезом АТФ [4].

Цель исследований - изучение содержания индикаторов развития окислительного стресса: малонового диальдегида в эритроцитах и диеновых коньюгатов в плазме крови, а также активности свободного окисления в митохондриях печени самцов и самок двух популяций цесарки. Популяция серо-крапчатой цесарки является исходной, «дикой», разводимой в племенных хозяйствах в качестве резервного генофонда; другие породы и популяции цесарки, например голубая, представляют собой результат селекционной работы и отличаются от исходной популяции генетически [6].

Материал и методы. В работе использовали 24 особи самцов и самок серо-крапчатой и голубой популяций цесарок в возрасте 25-30 недель, разводимых в гено-фондном хозяйстве ЗАО «Марийское» Мед-ведевского района Республики Марий Эл. Условия содержания, кормления [7] и забоя животных различных групп были одинаковыми и соответствовали требованиям, изложенным в руководстве [8]. Митохондрии из печени были выделены общепринятым методом дифференциального центрифугирова-

ния [9]. Среда выделения содержала 250 ммоль сахарозы, 1 ммоль ЭГТА, 5 ммоль Mops-Tris (рН 7,4). Дыхание митохондрий измеряли полярографически [9] при 39°С. Среда инкубации содержала 200 ммоль сахарозы, 20 ммоль КС1, 5 ммоль янтарной кислоты, 2 ммоль MgCl2, 0,5 ммоль ЭГТА, 5 ммоль Mops-Tris (рН 7,4). ДК определяли в плазме крови спектрофотометрическим методом при длине волны 233 нм после экстракции смесью гептан-изопропанол [5]. МДА определяли в эритроцитах по реакции образования окрашенного комплекса с тиобарбитуровой кислотой фотометрически при длине волны 540 нм [10]. Статистическая обработка полученных данных была проведена при помощи двухфак-торного дисперсионного анализа с использованием критерия Фишера и метода Шеффе на IBM PC/AT с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.1.

Результаты и их обсуждение. Оценка уровня продуктов перекисного окисления липидов в плазме и эритроцитах крови - ДК и МДА, соответственно, может дать представление о развитии окислительного стресса в организме, вызванного как усиленной продукцией АФК, так и снижением эффективности антиоксидантной защиты [5, 10]. Как видно из таблицы 1, содержание ДК в плазме крови самцов и самок серо-крапчатой популяции цесарки практически одинаково. В отличие от этого, самцы голубой популяции цесарки отличаются от самок значительно более высоким содержанием ДК. Аналогичная картина наблюдается по содержанию МДА в эритроцитах. И по этому показателю перекис-ного окисления липидов самцы и самки серо-крапчатой популяции цесарки не отличаются друг от друга, в то время как для голубой популяции этих птиц характерно более высокое содержание МДА у самцов, чем у самок.

В условиях свободного окисления, т.е. в отсутствии синтеза АТФ и разобщителей окислительного фосфорилирования, митохондрии печени при окислении янтарной кислоты потребляют кислород с низкой скоростью, и в этом их состоянии наблюдается максимальная продукция АФК [4]. При этих условиях скорость дыхания митохондрий печени всех групп животных практически одинакова. Эффективным активатором свободного окисления в митохондриях является одна из наиболее распространенных природных

жирных кислот - пальмитиновая кислота (ПК) [9]. Такой ее разобщающий эффект обусловлен трансмембранным переносом протонов из межмембранного пространства в мат-рикс митохондрий [9], что, в свою очередь, приводит к ингибированию продукции АФК [4]. Как видно из таблицы 2, ПК в концентрации 30 мкМоль в равной степени стимулиру-

ет дыхание митохондрий печени самцов и самок серо-крапчатой популяции (в 2,2 раза), в этом случае в присутствии ПК скорость дыхания митохондрий одинакова у этих групп животных. Самцы голубой популяции цесарки отличаются от самок значительно более высокой скоростью дыхания митохондрий в присутствии ПК (табл. 2).

Таблица 1

Содержание ДК в плазме крови и МДА в эритроцитах самцов и самок разных популяций цесарки

Популяция Пол ДК, отн. ед. на 1 мл плазмы МДА, мкмоль на 1 л крови

Серо-крапчатая Самец 2,66±0,11 1,505±0,308

Самка 2,64±0,11 1,379±0,128

Голубая Самец 4,29±0,31* 1,884±0,091**

Самка 2,73±0,19 1,279±0,139

Выявлены достоверные различия между самцами и самками для данной популяции: * - критерий Фишера, p=2•10-6; критерий Шеффе, p =2^10-6; ** - критерий Фишера, p=5•10-6; критерий Шеффе, p =5^10-6.

Таблица 2

Скорость дыхания в отсутствии

Популяция Пол Скорость дыхания, нмоль О2/мин на 1 мг белка

Jo Ju

Серо-крапчатая Самцы 18,9±2,0 41,4±4,7

Самки 18,9±2,0 40,7±2,9

Голубая Самцы 16,7±1,3 47,2±3,5*

Самки 14,3±1,3 31,7±2,4

* Выявлены достоверные различия между самцами и самками для данной популяции

Выводы. Полученные результаты позволили выявить существенные различия по показателям развития окислительного стресса в организме и свободного окисления в митохондриях печени между серо-крапчатой и голубой популяциями цесарки. Для птицы серо-крапчатой популяции, которая является исходной («дикой») и разводится в племенных хозяйствах в качестве резервного генофонда [6], не выявлено гендерных различий по исследуемым показателям. Для цесарок голубой популяции, отличающейся от исходной происхождением [6], характерно, что самцы выделяются от самок: во-первых, более высоким содержанием (примерно в 1,5 раза в обоих случаях) малонового диальде-гида в эритроцитах и диеновых коньюгатов

в плазме крови, что рассматривается как свидетельство развития окислительного стресса в организме [5]; во-вторых, в 1,5 раза более высокой скоростью свободного окисления в митохондриях печени в присутствии пальмитиновой кислоты, что рассматривается как один из механизмов антиокси-дантной защиты путем ингибирования продукции АФК в этих органеллах [4]. Полученные нами результаты не позволяют ответить на вопрос, какие механизмы лежат в основе выявленных нами гендерных различий у цесарок голубой популяции. Выяснение этого является задачей последующих исследований. В то же время полученные в результате экспериментов данные могут быть увязаны с разработкой новых направ-

лений в селекции цесарок, в частности отбора форм с высокой жизнеспособностью и устойчивостью к стрессам.

Список литературы

1. Забиякин В.А., Вельдина М.Е., Кропо-това А.Л., Забиякина Т.В. Приемы комплектования селекционных гнезд и биоразнообразие цесарок в генофондном хозяйстве // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2013. №1 (32). С. 44-48.

2. Eskes T., Haanen C. Why do women live longer than men? // Eur. J. Obstet. Gynecol. Reprod. Biol. 2007. Vol. 133. P. 126-133.

3. Коган Б.М., Дроздов А.З., Дмитриева Т.Б. Механизмы развития соматических и психопатологических стрессовых расстройств (половые и гендерные аспекты) // Системная психология и социология. 2010. №1. С. 105-120.

4. Скулачев В.П., Богачев А.В., Каспа-ринский Ф.О. Мембранная биоэнергетика. М.: Изд-во Московского университета, 2010. 368 с.

5. Ambrosio G., Flaherty J.T., Duilio C. et al. Oxygen radicals generated at reflow induced peroxidation of membrane lipids in

reperfused hearts // J. Clin. Invest. 1991. Vol. 87. P. 2056-2066.

6. Забиякин В.А. Поливариантность пигментации оперения цесарок // Птицеводство. 2005. № 10. С. 14-17.

7. Производство мяса и яиц цесарок: Методические рекомендации /Я.С. Ройтер,

H.К. Гусева, В.И. Подтелков, В.А. Забиякин и др.; Под общ. ред. Я.С. Ройтера. Сергиев Посад, 1993.22 с.

8. Лукьянов А.С. Биоэтика с основами биоправа: учебное пособие. М.: Научный мир, 2008. 360 с.

9. Samartsev V.N., Smirnov A.V., Zeldi

I.P. et al. Involved of aspartate/glutamate antiporter in fatty acid-induced uncoupling of liver mitochondria // Biochim. Biophys. Acta. 1997. Vol. 1339. P. 251-257.

10. Артюхов В.Г., Наквасина М.А. Биологические мембраны: структурная организация, функции, модификации физико-химическими агентами. Воронеж: Издательство ВорГУ, 2000. 296 с.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение № 14.В37.21.0191 и государственное задание № 1365.

The study of gender differences in gray-speckled and blue populations of guinea fowl (Numida meleagris L.) on some biochemical indicators

Zabiakin V., Vedernikov A, Dubinin M., Ivanushkina N., Popova O., Samartsev V.

From the biological point of view, intensive breeding for improving of economically important features of any agricultural bird in the "closed populations" inevitably leads to a decrease in genotypic variability and numerous diseases due to lower immunity and the action of stress factors. The content of oxidative stress indicators in blood and the activity of free oxidation in liver mitochondria were studied in male and female of two guinea fowl (Numida meleagris) populations bred in gene pool farm "Maryiskoe". The gender differences on the above biochemical parameters for the population of blue guinea fowl were found. At the same time these differences were not found for gray-speckled guinea fowl populations. This biochemical research will allow to develop ways of preserving of this species of agricultural bird in the gene pool farms and can be used in the development of new trends in breeding of guinea fowl, in particular the selection of forms with high viability and resistance to stress.

Key words: guinea fowl, lipid peroxidation, liver mitochondria, free oxidation, gender differences