Состояние белкового обмена при фасциолезной инвазии у крупного рогатого скота

СОСТОЯНИЕ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА ПРИ ФАСЦИОЛЕЗНОЙ ИНВАЗИИ У КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Шелякин И.Д., Венцова И.Ю., Семёнов С.Н.

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. императора Петра I»

Введение. Как известно мировой практике - фасциолез, как гельминтоз, наносит значительный экономический ущерб животноводству из-за утилизации печени, снижения удоев молока и прироста массы тела, снижения специфической и неспецифической резистентности организма, повышения восприимчивости к патогенным агентам. В познании специфики изменения клеточного метаболизма при данной патологии одно из главных мест занимает проблема ферментативного катализа, и прежде всего изучение особенностей функционирования, регуляции активности, механизма действия ферментов именно белкового обмена. Исследования саморегулирования обменных процессов на уровне отдельных ферментных систем позволят приблизиться к глубокому и детальному анализу организации метаболизма в животной клетке. Исследованию ферментативных процессов посвящено немало научных работ. В этом плане функциональное состояние ферментной системы крови и печени у крупного рогатого скота при фасциолезе изучено недостаточно, но имеет исключительное значение для определения биохимического статуса животных при проведении противофасциолезных мероприятий [2, 4].

Целью наших исследований было изучение функционирования ферментной системы процессов переаминирования, мочевинообразования в крови и печени крупного рогатого скота, пораженного фасциолезом для выяснения паразито-хозяинных отношений и проведения патогенетической терапии.

Материалы и методы. Исследования проводили в одном из хозяйств Воронежской области у 20 коров симментальской породы, инвазированных Fasciola hepatica, и 20 коров - клинически здоровых. Кровь брали из яремной вены утром до кормления. Для стабилизации крови применяли гепарин фирмы «Биохеми».

В цельной крови определяли: активность аминотранфераз

колориметрическим методом Райтмана-Френкеля и выражали в нмоль сек/л; активность аргиназы - по Храмову В.А.; концентрацию мочевины -колориметрически по цветной реакции с диацетилмонооксимом; вычислялся коэффициент Де Ритиса (отношение АсАТ к АлАТ). Математикостатистическое описание данных исследования и оценка значимости различия производных величин проведена с помощью персонального компьютера с использованием пакетов прикладных программ электронной таблицы Microsoft Excel 2003, с учетом рекомендаций Г.Ф. Лакина [1, 3, 5, 6, 7, 8].

Результаты. Реакции орнитинового цикла синтеза мочевины в печени являются центральными реакциями обезвреживания аммиака и углекислоты.

478

Ключевая роль в этом принадлежит ферменту аргиназе, катализирующему реакцию гидролиза L-аргинина, отщепляя гуанидиновую группу до мочевины и орнитина. А посредством процессов переаминирования осуществляется взаимосвязь белкового обмена с реакциями цикла трикарбоновых кислот, а также с уровнем свободных аминокислот метаболического фона [4].

Как показали наши исследования, в печени здоровых и инвазированных животных происходит переаминирование аспарагиновой кислоты, аспарагина, фенилаланина, гистидина, лейцина, тирозина, триптофана, метионина, валина и аланина с а - кетоглутаровой кислотой с образованием глутаминовой кислоты. Наиболее интенсивное образование глутаминовой кислоты происходит при переаминировании аспарагиновой кислоты и аспарагина с а-кетоглутаратом у инвазированных животных. Активными аминодонорами в этой реакции являются также фенилаланин, гистидин, лейцин. Слабее всего реакция переаминирования протекает между аланином и а-кетоглутаратом.

Отмеченный интенсивный синтез глутаминовой кислоты у коров, больных фасциолезом, свидетельствует о функциональном изменении клеток печени с усилением процессов переаминирования и самообновления белков в них, как ответная реакция на заболевание. Такие аминокислоты, как аргинин, лизин, серин, треонин и пролин в условиях наших опытов не вступают в реакцию переаминирования с а-кетоглутаратом.

Наивысшая активность аргиназы в печени была у инвазированных животных и составила 5,39 ± 0,26 мкМ мочевины на 1 г сырой ткани при концентрации мочевины в крови 5,73 ± 0,04 ммоль/л (табл. 1).

Таблица 1

Группа животных Активность аргиназы

Контрольная 3,71 ± 190 3,00 ± 0,05 15,8 ± 1,5

Инвазированная 5,39 ± 0,26 5,73 ± 0,04 73,0 ± 5,6

Достоверная разница в содержании мочевины в крови и выделения азота с мочой отмечена у больных и здоровых животных.

Так, концентрация мочевины в крови здоровых животных была ниже в 1,9 раза по сравнению с инвазированными животными, выделение азота с мочой - в 4,6 раза.

При фасциолезе нарушается структура и функция печени. Повреждается цитоплазматическая мембрана клеток, начинается выход растворимых энзимов цитоплазмы: аланинаминотрансферазы, альдолазы, фосфорилазы,

лактодегидрогеназы, и др. Ферменты быстро диффундируют в межклеточное пространство. При необратимом разрушении гепатоцитов во внеклеточную среду выходят митохондриальные ферменты, в том числе аспартатаминотрансферазы, появляющиеся в циркуляции [2].

479

Одной из основных характеристик морфологической целостности гепатоцитов является определение в крови аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и аланинаминотрансферазы (АлАТ) и имеет исключительное значение для понимания специфики биохимических превращений в крови и печени коров при фасциолезе.

Как показали наши исследования (табл. 2) активность Ас Ат и АлАт в крови инвазированных животных выше, чем в контрольной группе и составляет соответственно АсАт - 139,0 ± 11,2 нмоль сек/л; АлАт - 120,0 ± 8,9 нмоль сек/л; 81,0 ± 8,6 и 105,0 ± 17,2.

Таблица 2

Активность АсАТ и АлАТ в крови

Группа животных АсАт АлАт АсАт ^-''''"'''"АлАт

Контрольная 81,0 ± 8,6 105,0 ± 17,2 0,77

Инвазированная 139,0 ± 11,2 120,0 ± 8,9 1,15

Важным показателем функционального состояния печени является коэффициент Де Ритиса - отношение активности АсАт к АлАт. В норме оно меньше 1. Увеличение коэффициента Де Ритиса у инвазированных животных связано, по-видимому, с прогрессирующим разрушением гепатоцитов.

Заключение. Таким образом, одним из механизмов биохимической адаптации метаболизма в гепатоцитах при фасциолезе может являться увеличение активности аминотрансфераз в крови животных. Кроме того, аргиназная активность печени положительно коррелирует с концентрацией мочевины в крови и выделением азота с мочой. Интенсивный синтез глутаминовой кислоты при переаминировании аспартата и а-кетоглутарата, уровень мочевины у коров, больных фасциолезом, свидетельствуют о морфологическом и функциональном изменении гепатоцитов с усилением процессов детоксикации, как ответной реакции на заражение.

Литература: 1. Землянухин А.А. Малый практикум по биохимии -Воронеж, 1985. - 135с. 2. Каримов Ф.А. Автореф. дис. ... докт. вет. наук. Уфа, 2005. - 40 с. 3. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352с. 4. Мецлер Д. Биохимия. Химические реакции в живой клетке. - М.: Мир, 1980. -282с. 5. Титов В.Н. Лабораторное дело. - 1990. - № 8. - С. 4 - 11. 6. Храмов

В.А. О Лабораторное дело. - 1984. - № 8. - С. 481 - 482. 7. Bunger U. u.a.//Monatsh. Veterinar. Med.,1986, Bd. 41, № 9. - P. 302 - 303. 8. Husler B.R., Blum J.W. //Vet. Med. A Physiol. Clin. Med. - 2001. - V. 48, № 8. - P. 487 - 500.

State of protein metabolism at Fasctiola infection in cattle. Shelyakin ID., Vencova I.Yu., Semenov S.N. Voronezh Emperor Peter the I State Agrarian University.

480

Summary. Increase of aminotransferase activities is one of the modes of biochemical adaptation in hepatocytes at Fasciola infection. Additionally liver arginase activity has a positive correlation with blood urea level and excretion of nitrogen with urine. The intensive synthesis of glutamic acid at transamination of aspartate and a-ketoglutarate, urea level in cows infected by Fasciola evidence about morphological and functional change of hepatocytes with increasing of detoxication as a response to infection.

481