Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии  

На  правах  рукописи 

 

РЕВИНА АННА БОРИСОВНА

ДИНАМИКА АТФазной АКТИВНОСТИ

В СУБКЛЕТОЧНЫХ СТРУКТУРАХ ТКАНЕЙ КУРИНЫХ ЭМБРИОНОВ

03.01.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

 

 

 

Курск - 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И.Иванова

 

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Рыжкова Галина Федоровна

Официальные оппоненты:

  Ярован Наталья Ивановна,  доктор биологических наук, профессор,  ФГБОУ ВПО  Орловский государственный аграрный университет,  зав. кафедрой химии;

Фурман Юрий Васильевич, доктор биологических наук, профессор, Курский институт социального образования (филиал РГСУ), декан факультета социальной работы, педагогики и психологии

Ведущая организация:

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт

патологии, фармакологии и терапии РАСХН

Защита состоится  л_____  ______________ 2012 года  в _____  часов на заседании  диссертационного совета Д 220.040.03 при ФГБОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И.Иванова по адресу: Россия, 305021, г. Курск, ул. К.Маркса, 70.  Тел. (4712)53-13-30, факс (4712)53-84-36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО Курская государственная сельскохозяйственная академия имени профессора И.И. Иванова.

Автореферат разослан л______ _________________2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета                                 Рыжкова  Г.Ф.

  1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Инкубационные качества яиц зависят от множества факторов, как внешних, так и внутренних. Одним из важнейших является биологическая полноценность яиц, не в последнюю очередь зависящая от адекватного транспорта всех необходимых для эмбриона питательных веществ, в особенности таких компонентов, как витамины, аминокислоты, моносахариды, макро- и микроэлементы, содержание которых играет исключительно важную роль в эмбриональном развитии птицы. В связи с этим, разработка биохимии транспорта питательных веществ - задача, непосредственно связанная с практическими путями улучшения качества яиц.

По мнению ряда исследователей, важными показателями оценки предрасположенности птицы к ускоренному росту можно считать выводимость яиц, массу суточных цыплят и продолжительность эмбриогенеза. В последнее время к этим параметрам прибавился ещё один - эффективность использования эмбрионами питательных веществ яиц. Он, очевидно, является наиболее важным, хотя до настоящего времени не получил должного распространения и находится на стадии изучения.

Современные достижения молекулярной биологии, особенно за последние годы, связаны с изучением биологических мембран и транспортных АТФаз, которые классифицируются по переносимым ими ионам. Транспортные АТФазы, встроенные в биологические мембраны, образуют ионные насосы, изучение которых является ведущей проблемой целого ряда лабораторий.

Хотя в последнее время накоплено много материала по проблемам ионного транспорта и функционированию АТФаз, в доступной нам научной литературе функционирование транспортных аденозинтрифосфатаз в мембранных структурах различных органов и тканей куриных эмбрионов, а также многие вопросы, связанные с особенностями образования и утилизации энергии на различных стадиях эмбрионального развития животных и, в частности птиц, почти не освещено.

Кроме того, одним из малоизученных и интересных аспектов развития куриного эмбриона является изучение особенностей его реакции на действие вирусов, вероятность контакта с которыми в процессе жизни у птицы велика.

Цель и задачи исследований. Целью работы явилось изучение активностей транспортных АТФаз в субклеточных структурах тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в онтогенезе и после введения вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота.

В задачи исследований входило:

  • Определить активность транспортных АТФаз (Mg2+, Na+, K+ -; Mg2+ , Ca2+ -; HCO3-) в митохондриальной и ядерной субклеточных фракциях тканей (скелетной мускулатуры, печени, желудка, головного мозга) 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в онтогенезе и провести сравнительный анализ полученных результатов;
  • Установить взаимосвязь между АТФазной активностью и временем закладки внутренних органов;
  • Определить содержание белка в митохондриальной и ядерной субклеточных фракциях тканей (скелетной мускулатуры, печени, желудка, головного мозга) 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в онтогенезе и провести сравнительный анализ полученных результатов;
  • Установить влияние вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота, на активность транспортных АТФаз и содержание общего белка в митохондриальной и ядерной фракциях тканей куриных эмбрионов;
  • Исследовать взаимосвязь между АТФазной активностью и содержанием общего белка в митохондриальной и ядерной субклеточных фракциях тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов.

Научная новизна. Впервые изучена динамика функционирования транспортных ионных насосов  (Mg2+, Na+, K+ -; Mg2+ , Ca2+ -; HCO3- - АТФаз) в митохондриальных и ядерных субклеточных фракциях тканей (скелетной мускулатуры, печени, желудка, головного мозга) 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в онтогенезе и при введении вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота; установлена взаимосвязь между АТФазной активностью и временем закладки внутренних органов; определены наиболее критические сроки развития куриного эмбриона по отношению к вирусу; выявлена корреляционная зависимость между АТФазной активностью и содержанием общего белка в субклеточных фракциях тканей куриных эмбрионов.

Практическая и теоретическая значимость работы. Проведённые исследования раскрывают особенности изменений АТФазной активности в субклеточных фракциях тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов на различных стадиях эмбрионального развития и позволяют установить взаимосвязь между данными показателями и временем закладки внутренних органов.

Полученные результаты о взаимосвязи содержания белка и АТФазной активности в тканях 10-17-ти суточных куриных эмбрионов могут быть использованы для дальнейшей разработки биохимических тестов, позволяющих оценить состояние обмена веществ и степень пригодности инкубируемого яйца для изготовления эмбриональных иммунобиологических препаратов.

Полученные данные дополняют и расширяют общеизвестные представления об эмбриогенезе птиц и могут быть использованы в учебном процессе при чтении лекций и проведении лабораторных занятий по биохимии и эмбриологии.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Активность транспортных ферментных систем (Mg2+, Na+, K+ -; Mg2+, Ca2+ -; HCO3- - АТФазы) и содержание общего белка в митохондриальной и ядерной субклеточных фракций тканей (скелетной мускулатуры, печени, желудка, головного мозга) куриных эмбрионов в онтогенезе;

2. АТФазная активность митохондриальной и ядерной субклеточных фракций тканей (скелетной мускулатуры, печени, желудка, головного мозга) куриных эмбрионов, заражённых вирусом болезни Ньюкасла;

3. Взаимосвязь между АТФазной активностью и временем закладки внутренних органов куриных эмбрионов;

4. Корреляционная связь между АТФазной активностью и содержанием общего белка в субклеточных фракциях тканей куриных эмбрионов.

Апробация работы и публикации. Основные материалы диссертационной работы доложены на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И.Иванова в 2009-2011 годах, ХII международной научно-практической конференции Новейшие достижения Европейской науки (София, 2011г.), международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных Агропромышленный комплекс: контуры будущего (Курск, КГСХА, 2011г.)

По материалам диссертации опубликовано 7 научных работ, из которых 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём диссертации.  Диссертационная работа изложена на 135 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 29 рисунками, 30 таблицами, и включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследований, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, практические предложения, список литературы. Список литературы включает 224 источника, в том числе 84 Ч иностранных.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры физиологии и химии Курской государственной сельскохозяйственной академии им. проф. И.И. Иванова и в отделе эмбриональных вакцин № 1 ФГУП Курская биофабрика.

Для опыта использовались биологически полноценные яйца, полученные от кур ФГУП Щёлковский биокомбинат для целей вакцинного производства Курской биофабрики. Всего было проинкубировано 400 яиц, из них исследовано 320 яиц.

Яйца инкубировали в инкубаторе Универсал-55 по режиму и технологии, принятым на производстве с учетом инструкции по инкубации яиц сельскохозяйственных птиц (при температуре 37,50,5 С; влажности 50 - 54 %).

Материалом исследования явились ткани заражённых и незаражённых 10-17-суточных эмбрионов. Для биохимических исследований использовали органы и ткани: головной мозг, печень, желудок и мышцы, полученные путём декапитации эмбрионов. Органы промывали физиологическим раствором, взвешивали и гомогенизировали в 2,5 объёмах 0,25 М сахарозы.

Субклеточные фракции органов и тканей получали методом дифференциального центрифугирования (Робертис Э., 1967; Мосс Д.В., Баттерворт П.Дж., 1978; Оборотова Т.А., 1979) (рис. 1).

Рис. 1. Схема выделения субклеточных фракций методом

дифференциального центрифугирования

Активности Mg2+,К+,Na+-,  Mg2+,Ca2+- и HCO3- -АТФаз определяли по приросту неорганического фосфата, отщепившегося от АТФ под действием АТФазы, в средах, рекомендованных в работе Иващенко А.Т., Бушневой И.А. (1981). Содержание неорганического фосфата в субклеточных фракциях тканей 10-17-суточных эмбрионов определяли модифицированным методом Chen et al.  (1957). Белок определяли биуретовым микрометодом.

Статистическую обработку данных производили на ПК с помощью программы Excel из пакета прикладных программ MS Office 2003. Результаты представлены в виде среднего арифметического и стандартной ошибки с использованием t-критерия Стьюдента. Различия рассматривались как достоверные при P<0,05.

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Содержание белка в субклеточных фракциях тканей

10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Проведёнными исследованиями установлено, что в митохондриальной субклеточной фракции тканей печени и желудка наблюдается уменьшение количества общего белка с 10-х по 17-е сутки инкубации. В тканях скелетной мускулатуры и головного мозга с 10-х суток инкубации также отмечается снижение содержания белка вплоть до 15-х суток, однако далее, к 17-м суткам, происходит некоторое его накопление (рис. 2).

       - Митохондриальная субклеточная фракция

       - Ядерная субклеточная фракция

Рис. 2. Содержание белка (мг/г ткани) в субклеточных фракциях тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

В ядерной фракции в ткани скелетной мускулатуры с 10-х по 11-е сутки инкубации куриных эмбрионов отмечается резкое снижение количества белка (в 33 раза). Затем вплоть до 17-х суток инкубации существенных изменений в содержании общего белка не происходит. Не обнаружено существенных изменений количества белка и в ядрах тканей желудка за исследуемый период инкубации. В ткани головного мозга ядерной субклеточной фракции, также, как и в митохондриальной, увеличение уровня белка наблюдается с 15-х по 17-е сутки инкубации. Скачкообразные изменения содержания белка регистрируются в ткани печени.

Согласно графикам, в исследуемых тканях, за исключением ткани печени, в ядерной субклеточной фракции количество белка ниже, по сравнению с митохондриальной. Особенно это заметно на тканях головного мозга (рис. 2).

3.2. АТФазная активность субклеточных фракций тканей

10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Анализ результатов исследований активности изучаемых ферментных систем в митохондриях скелетной мускулатуры куриных эмбрионов показал, что первый пик ферментативной активности всех исследуемых АТФаз приходится на 13-е сутки, второй пик Mg2+,К+,Na+- и Mg2+,Ca2+- АТФаз отмечается на 15-е сутки и превышает показатель активности HCO3- -АТФазы в этот период в 1,6 раза (рис. 3).

 

- Mg2+,Na+,К+-АТФаза; -Mg2+,Сa2+-АТФаза; 

- HCO3 --АТФаза

Рис. 3. АТФазная активность тканей скелетной мускулатуры
10-17-ти суточных куриных эмбрионов

В ядерной же фракции значительное увеличение активности всех видов АТФаз наблюдается с 10-х по 11-е сутки (в 11,4 раза) и с 14-х по 16-е сутки (в 14,2 раза), достигая пика на 11-е и 16-е сутки. Таким образом, в динамике активности данных ферментных систем ядерной субклеточной фракции скелетной мускулатуры куриных эмбрионов существенных различий не наблюдается (рис. 3).

Исследование активности транспортных ионных насосов в митохондриях печени показало, что у куриных эмбрионов активность общей (Mg2+,К+,Na+-) и анионной (HCO3-) АТФазы достигает своего максимального значения к 15-тым суткам. У Mg2+,Ca2+- АТФазы следует выделить два пика ферментативной активности - 12-е и 14-е сутки инкубации. Именно 14-15-е сутки являются критическими для развития эмбрионов с максимумом смертности (рис. 4).

В ядерной же фракции печени в отличие от митохондриальной наблюдается значительное снижение активности всех изучаемых АТФаз с небольшим подъёмом на 15-е сутки (рис. 4).

      - Mg2+,Na+,К+-АТФаза;  -Mg2+,Сa2+-АТФаза;

  - HCO3 --АТФаза

Рис. 4.  АТФазная активность тканей печени 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Анализируя активность ионной транспортной системы в митохондриях тканей желудка куриных эмбрионов, можно отметить, что активность исследуемых транспортных АТФаз, особенно анионной, постепенно увеличивается, достигая максимального значения к 13-м суткам, затем на 14-е сутки инкубации регистрируется наименьшее значение этих показателей и дальнейшее постепенное увеличение к 16-м суткам. Это, по-видимому, связано с тем, что у кур плодный период длится с 13-х по 19-е сутки и, в отличие от предплодного, в течение которого происходит быстрый рост временных органов зародыша, в плодном периоде имеет место более быстрый рост его постоянных органов, к таковым, в частности, относится функциональная деятельность желудочно-кишечного тракта, сопровождаемая интенсивным развитием пищеварительных желез (рис. 5).

      - Mg2+,Na+,К+-АТФаза;  -Mg2+,Сa2+-АТФаза; 

  - HCO3 --АТФаза

Рис. 5. АТФазная активность тканей желудка 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

В ядерной же фракции тканей желудка пики активности данных АТФаз приходятся на 11-е сутки, причём максимальную активность проявляет  HCO3- - АТФаза, и на 15-е сутки - здесь следует выделить  Mg2+,Ca2+- АТФазу. Подобные различия исследуемых ферментных систем митохондриальной и ядерной субклеточных фракций можно объяснить тем, что происходит изменение энергетических потребностей клеток, определяемых неравномерностью скорости роста на разных этапах онтогенеза, а также изменение активности механизмов поддержания ионной асимметрии клеток (рис. 5).

Анализируя активность ионных транспортных систем в митохондриях головного мозга куриных эмбрионов, можно отметить, что в динамике активностей всех изучаемых АТФаз наиболее значительных подъёмов и спадов не наблюдается, идёт постепенный их рост с 10-х по 17-е сутки. Наибольшее увеличение Mg2+,К+,Na+- и HCO3 - - АТФазной активности регистрируется на 12-е и 16-е сутки, а Mg2+,Сa2+ - АТФазы - на 13-е и 16-е сутки инкубации (рис. 6).

В ядерной фракции тканей головного мозга максимальные значения АТФазной активности приходятся на 13-е и 15-е сутки инкубации куриных эмбрионов. Следует отметить, что показатели анионной АТФазы на 13-е и 15-е сутки инкубации достоверно выше, чем Mg2+, Na+, К+ - и Mg2+,Сa2+ - АТФаз в 1,3 и 1,8 раз соответственно. Таким образом, можно предположить, что поскольку 13-15-е сутки являются критическими для развития эмбрионов, то изменение биоэнергетики в этих субклеточных структурах в сторону увеличения в процессе онтогенеза могут являться критерием, характеризующим преобразование функциональных возможностей организма на рубежах, разделяющих периоды индивидуального развития (рис. 6).

      - Mg2+,Na+,К+-АТФаза; -Mg2+,Сa2+-АТФаза;

  - HCO3 --АТФаза

Рис. 6. АТФазная активность тканей головного мозга 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

3.3. Сравнительная оценка АТФазной активности митохондриальной и ядерной субклеточных фракций различных тканей

10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Максимальную активность в митохондриальной фракции скелетной мускулатуры проявляет Mg2+,К+,Na+ - АТФаза, в печени - Mg2+,Сa2+ - АТФаза. Минимальная активность в этих же тканях наблюдается у анионной АТФазы. В желудке и головном мозге наиболее активна HCO3 - - АТФаза, а наименее активна Mg2+,Сa2+ - АТФаза (табл. 1).

Таблица 1 - Активность транспортных АТФаз митохондриальных  субклеточных фракций тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Вид ткани

Активность транспортных АТФаз (нМ Pi/мг белка/мин)

Mg2+,К+,Na+ - АТФаза

Mg2+,Сa2+ - АТФаза

HCO3 - -АТФаза

Мышцы

5,2670,090

5,0870,249

4,5980,150

Печень

9,5730,212

10,0610,393

8,9940,328

Желудок

4,2380,308

4,0100,353

4,5000,268

Головной мозг

13,1280,332

11,5310,183

14,6110,191

По показателю АТФазной активности митохондриальной субклеточной фракции исследуемые ткани располагаются в следующей последовательности: головной мозг  > печень > скелетная мускулатура > желудок. 

Это можно объяснить тем, что различные органы у эмбрионов закладываются в разное время и имеют неодинаковую скорость роста.

Уже ко вторым суткам инкубации куриного эмбриона передний отдел нервной трубки представляет собой зачаток головного мозга. Эмбриональный мозг разделяется перетяжками на передний, средний и задний мозговые пузыри. Передний мозг образует боковые выпячивания - зачатки глазных пузырей. Задний мозговой пузырь без резкой границы переходит в спинной мозг.

Ткани печени принадлежит весьма важное место в обменных процессах в эмбриогенезе. Печень появляется на третьи сутки инкубации в виде двух выростов закладки печеночных протоков, к концу пятых суток печень представляет собой уже крупный орган. На 10-е сутки инкубации печень эмбриона оказывается самым крупным органом брюшной полости.

С 13-х по 19-е сутки инкубации в обменных процессах начинают принимать участие системы органов желудочно-кишечного тракта, что сопровождается интенсивным развитием пищеварительных желез. Однако железистый отдел желудка начинает функционировать не ранее 19-х суток инкубации, после втягивания желточного мешка в брюшную полость.

Махинько В.В. (1966) установил, что позднее закладывающиеся органы растут быстрее тех, которые образовались раньше. Так, мышцы и сердце (органы, обладающие высокой скоростью роста) характеризуются более низким уровнем тканевого дыхания, чем печень и мозг (органы с меньшими темпами роста), и поэтому в мышцах отмечается более низкая АТФазная активность, что свидетельствует о снижении  энергетического обмена.

Как видно из таблицы 2, в скелетной мускулатуре ядерной субклеточной фракции, также, как и в митохондриальной, наибольшую активность проявляет Mg2+,К+,Na+ - АТФаза, а наименьшую - анионная. В печени, желудке и головном мозге ведущее место занимает  HCO3 - - АТФаза, а наименьшей активностью в этих органах обладает Mg2+,Сa2+ - ферментативная система. 

По показателю АТФазной активности ядерной субклеточной фракции исследуемые ткани располагаются в следующей последовательности: головной мозг  > скелетная мускулатура > желудок >  печень.

Таблица 2 - Активность транспортных АТФаз ядерных субклеточных фракций тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Вид ткани

Активность транспортных АТФаз (нМ Pi/мг белка/мин)

Mg2+,К+,Na+ - АТФаза

Mg2+,Сa2+-АТФаза

HCO3 - - АТФаза

Мышцы

27,1192,652

26,8231,293

25,8611,322

Печень

8,8080,253

8,7870,130

9,0250,299

Желудок

22,1150,674

21,6930,477

22,7060,797

Головной мозг

44,0980,984

38,0732,383

54,4902,536

Метаболические процессы в ядре менее изучены, чем в митохондриях. Известно, что в ядре присутствует около 40 различных ферментов. Важнейшая функция ядер - репликация ДНК и транскрипция генетической информации на нити матричной РНК. Ядра способны генерировать энергию в форме АТФ путём гликолиза, что, вероятно, является источником энергии для репликации и транскрипции нуклеиновых кислот. Поэтому несмотря на то, что основные окислительные процессы и аккумуляция энергии сосредоточены в митохондриях, можно предположить, что у интенсивно растущего организма (или ткани) более высокие (в 3-5 раз) показатели АТФазной активности у 10-17-ти суточных куриных эмбрионов отмечаются именно в ядерной субклеточной фракции.

Сопоставив данные ферментативной активности Mg2+,К+,Na+-, Mg2+, Са2+ - и анионной АТФаз видно, что в ядерной субклеточной фракции, в отличие от митохондриальной, наименьшим показателем активности исследуемых ионных насосов обладает печень. Это может быть связано с тем, что печень - орган, который формируется быстрее остальных представленных и начинает полноценно функционировать раньше других и, следовательно, ферментативная активность на ядерном уровне быстро снижается.

3.4. Активность Mg2+,К+,Na+- АТФазы митохондриальной и ядерной

субклеточных фракций различных тканей 10-17-ти суточных

куриных эмбрионов, после введения вируса болезни Ньюкасла,

штамм а-Сота

Одним из малоизученных и интересных аспектов развития куриного эмбриона является изучение особенностей его реакции на многочисленные вирусы, вероятность контакта с которыми в процессе жизни у птицы велика.

Однако сведений об исследованиях, связанных с изучением особенностей работы ионных насосов куриного эмбриона под действием вирусного агента, в доступной литературе найти не удалось.

Одним из наиболее опасных вирусных заболеваний, наносящих огромный ущерб птицеводству, является болезнь Ньюкасла, характеризующаяся пневмонией, энцефалитом и поражениями внутренних органов. Несмотря на то, что природа этого заболевания была выяснена сравнительно давно, многие вопросы, связанные с ее ликвидацией, требуют дальнейшего изучения.

В этой связи представляется интересным изучение клеточной проницаемости и ионного транспорта электролитов в митохондриальной и ядерной субклеточных фракциях внутренних органов куриных эмбрионов, зараженных вирусом болезни Ньюкасла (штамм Ла-Сота), в динамике. Заражали 9-ти суточных куриных эмбрионов в аллантоисную полость. Для сравнения изучали активность только общей АТФазы.

Анализ результатов исследований общей АТФазной активности в митохондриях тканей скелетной мускулатуры показал, что пики активности, приходящиеся на 13-е и 15-е сутки инкубации, у эмбрионов после введения вируса болезни Ньюкасла достоверно ниже в 1,5 раза. К 17-м суткам показатели исследуемой ферментной системы снижаются примерно до одного уровня (рис. 7).

Рис. 7.  Активность Mg2+,К+,Na+ - АТФазы тканей скелетной мускулатуры 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в норме и после введения вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота

В ядерной субклеточной фракции тканей скелетной мускулатуры у куриных эмбрионов после введения вируса болезни Ньюкасла до 14-х суток инкубации существенных различий в АТФазной активности по сравнению со здоровыми эмбрионами не наблюдается. Однако, начиная с 15-х и до 17-х суток инкубации происходит некоторое подавление ферментативной активности (рис. 7).

Анализ активности общей АТФазы в митохондриях тканей печени показал, что с 13-х по 15-е сутки инкубации у заражённых куриных эмбрионов отмечается рост данного показателя, достигая максимального значения на 14-е и 15-е сутки, но по сравнению с контрольными эмбрионами, эти показатели достоверно ниже. Но, прослеживая динамику, можно отметить, что именно на эти же сутки приходится наибольшее снижение ферментативной активности у заражённых эмбрионов (рис. 8).

В ядерной фракции печени у заражённых и незаражённых 10-17-ти суточных куриных эмбрионов отмечается схожая динамика Mg2+,К+,Na+- АТФазной активности. Достоверное снижение ферментативной активности у заражённых эмбрионов приходится на 11-е, 13-е, 15-е и 16-е сутки инкубации (рис. 8).

 

Рис. 8. Активность Mg2+,К+,Na+ - АТФазы тканей печени
10-17-ти суточных куриных эмбрионов в норме и после введения вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота

Анализ полученных данных показал, что в активности общей АТФазы тканей желудка у куриных эмбрионов как в норме, так и после введения вируса болезни Ньюкасла, прослеживается аналогичная динамика данных показателей. При этом пик АТФазной активности, приходящийся на 13-е сутки у заражённых эмбрионов, ниже в 2 раза, чем у незаражённых. К 17-м суткам значения активности исследуемой АТФазы у заражённых и незаражённых куриных эмбрионов становятся максимально приближенными (рис. 9).

Рис. 9. Активность Mg2+,К+,Na+ - АТФазы тканей желудка
10-17-ти суточных куриных эмбрионов в норме и после введения вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота

В ядерной фракции тканей желудка в обеих группах с 10-х по 11-е сутки инкубации наблюдается 3-х кратное увеличение Mg2+,К+,Na+ - АТФазной активности. Затем отмечается её спад вплоть до 14-х суток - у здоровых эмбрионов и до 15-х суток - у заражённых. Угнетение общей ферментативной активности у заражённых куриных эмбрионов прослеживается, начиная с 15-х суток инкубации (рис. 9).

В тканях головного мозга куриных эмбрионов после введения вируса с 10-х по 13-е сутки инкубации отмечается некоторый рост исследуемой ферментативной активности. Затем, в отличие от незаражённых эмбрионов, к 15-м суткам происходит заметное снижение данного показателя, и затем АТФазная активность растёт, достигая значения незаражённых куриных эмбрионов. Следует отметить, что с 14-х по 16-е сутки под действием вируса происходит значительное подавление активности фермента по сравнению с контролем (рис. 10).

Рис. 10. Активность Mg2+,К+,Na+ - АТФазы тканей головного мозга
10-17-ти суточных куриных эмбрионов в норме и после введения вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота

В ядерной фракции тканей головного мозга у эмбрионов после введения вируса болезни Ньюкасла, в отличие от здоровых,  с 10-х по 11-е сутки инкубации наблюдается 5-ти кратный рост Mg2+, Na+, К+ - АТФазной активности; затем происходит её постепенное снижение. Следует отметить, что достоверное подавление активности по сравнению с незаражёнными эмбрионами приходится на 13-е, 15-е и 16-е сутки инкубации (рис. 10).

3.5. Корреляционная связь АТФазной активности с содержанием белка в тканях 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

На основании экспериментальных значений АТФазных активностей и содержания белка были установлены коэффициенты корреляции.

При анализе корреляционных связей в зависимости от вида АТФазы в митохондриальной субклеточной фракции в соответствии с табл. 3, можно сделать следующие выводы: белок в тканях скелетной мускулатуры находится в слабой положительной связи с анионной АТФазой и в слабой отрицательной связи с Mg2+, Na+, К+ - и Mg2+,Сa2+ - АТФазами. В желудке белок находится в слабой положительной связи со всеми видами АТФаз. В достаточно выраженной положительной связи находится белок со всеми видами АТФаз в тканях печени и головного мозга.

Таблица 3 - Сводная таблица коэффициентов корреляции содержания белка с АТФазной активностью в митохондриальной субклеточной  фракции тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Наименование ткани

Скелетная

мускулатура

Печень

Желудок

Головной мозг

Активность АТФаз

Mg2+,Na+,К+-

-0,172

0,644*

0,107

0,623*

Mg2+,Сa2+-

-0,285

0,437

0,184

0,591

HCO3 --

0,289

0,696*

0,187

0,289

(* р<0,05)

У 10-17-ти суточных куриных эмбрионов в ядерной субклеточной фракции (табл. 4) корреляция всех видов АТФаз с содержанием белка - отрицательная. Наиболее выражено она проявляется в тканях скелетной мускулатуры и печени.

Таблица 4 - Сводная таблица коэффициентов корреляции содержания белка с АТФазной активностью в ядерной субклеточной фракции тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов

Наименование ткани

Скелетная

мускулатура

Печень

Желудок

Головной мозг

Активность

АТФаз

Mg2+,Na+,К+-

-0,775*

-0,920*

-0,529

-0,336

Mg2+,Сa2+-

-0,803*

-0,919*

-0,349

-0,185

HCO3 --

-0,662*

-0,923*

-0,494

-0,425

(* р<0,05)

ВЫВОДЫ

  1. Активность транспортных АТФаз в митохондриальной и ядерной субклеточных фракциях тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов зависит не только от функционального состояния живого организма, но и от интенсивности формирования его структур, а следовательно, биосинтеза веществ, участвующих в образовании структурно-функциональных элементов.
  2. За выбранный период инкубации куриных эмбрионов наибольшую активность  как в митохондриальной, так и в ядерной субклеточных фракциях в тканях скелетной мускулатуры проявляет Mg2+,Na+,K+ - АТФаза, в тканях желудка и головного мозга - HCO3- - АТФаза, в тканях печени в митохондриальной субклеточной фракции - Mg2+,Ca2+- АТФаза, а в ядерной - HCO3- - АТФаза.
  3. По показателям активности всех видов транспортных АТФаз в митохондриальной субклеточной фракции 10-17-ти суточных куриных эмбрионов, исследуемые ткани располагаются в следующей последовательности: головной мозг  > печень > скелетная мускулатура > желудок.
  4. По показателям АТФазной активности ядерной субклеточной фракции 10-17-ти суточных куриных эмбрионов, исследуемые ткани располагаются в следующей последовательности: головной мозг  > скелетная мускулатура > желудок > печень.
  5. Заражение куриных эмбрионов вирусом болезни Ньюкасла приводит к достоверному снижению активности общей (Mg2+,Na+,K+ -) АТФазы в митохондриях исследуемых тканей 10-17-ти суточных куриных эмбрионов: головном мозге - на 15,23 %; печени - на 6,90 %; мышцах - на 9,49 %; желудке - на 22,64 %. В ядерной субклеточной фракции введение вируса болезни Ньюкасла, штамм Ла-Сота не вызывает достоверного снижения общей АТФазной активности в исследуемых тканях.
  6. По содержанию общего белка  в митохондриальной субклеточной фракции ткани 10-17-ти суточных куриных эмбрионов располагаются в следующей последовательности: желудок  > печень > головной мозг > скелетная мускулатура.
  7. По содержанию общего белка  в ядерной субклеточной фракции ткани 10-17-ти суточных куриных эмбрионов располагаются в следующей последовательности: печень  > желудок > скелетная мускулатура > головной мозг.

8. В митохондриальной субклеточной фракции достоверная  положительная связь белка регистрируется: в ткани печени - с Mg2+, Na+, К+ (r = 0,644)- и HCO3- (r = 0,696) - АТФазами и в ткани головного мозга - с Mg2+, Na+, К+ - АТФазой (r = 0,623). В ядерной субклеточной фракции достоверная отрицательная связь белка в тканях скелетной мускулатуры и печени - с Mg2+,Na+,К+ - АТФазой (r = -0,775 и -0,920 соответственно), с Mg2+,Сa2+ - АТФазой (r = -0,803 и -0,919 соответственно) и с HCO3-  - АТФазой (r = -0,662 и -0,923 соответственно).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

НАУЧНЫХ ВЫВОДОВ

  1. Полученные данные о взаимосвязи содержания белка и АТФазной активности в тканях 10-17-ти суточных куриных эмбрионов могут быть использованы для дальнейшей разработки биохимических тестов, позволяющих оценить состояние обмена веществ и степень пригодности инкубируемого яйца для получения вакцин в биопромышленности.
  2. Материалы диссертационной работы рекомендуется использовать в прикладных биологических исследованиях и в учебном процессе.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

* - работы, опубликованные в рекомендованных ВАК РФ изданиях

1. Ревина А.Б. АТФазная активность митохондрий мышц и печени куриных эмбрионов, зараженных вирусом болезни Ньюкасла, в динамике /  А.Б. Ревина, Г.Ф.  Рыжкова // Научное обеспечение агропромышленного производства: мат-лы междунар. научн.-практич. конф., г. Курск, 20-22 января 2010 г., ч. 3 - Курск, 2010. - С. 42-46.

2.  *Рыжкова Г.Ф. Активность транспортных ферментных систем в тканях куриных эмбрионов в динамике /  Г.Ф.  Рыжкова, А.Б. Ревина // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2010. - № 3. - С. 47-50.

3. Ревина А.Б. Активность анионной (HCO3-) в субклеточных фракциях тканей куриных эмбрионов /  А.Б. Ревина, Г.Ф.  Рыжкова // Наука и ииновации в сельском хозяйстве: мат-лы междунар. научн.-практич. конф., г. Курск, 26-28 января 2011 г., ч. 3 - Курск: Изд-во Курск.гос.с.-х.ак., 2011. - С. 179-183.

4. * Ревина А.Б. АТФазная активность в митохондриальных и ядерных фракциях тканей куриных эмбрионов в динамике /  А.Б. Ревина, Г.Ф.  Рыжкова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 2. - С. 67-69.

5.  * Ревина А.Б. АТФазная активность в митохондриальных фракциях тканей куриных эмбрионов норме и при введении вируса болезни Ньюкасла /  А.Б. Ревина, Г.Ф.  Рыжкова, О.В. Солдатенкова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 4. - С. 74-76.

6. Рыжкова Г.Ф. АТФазная активность в митохондриальных фракциях мышечной и мозговой тканей куриных эмбрионов в динамике /  Г.Ф.  Рыжкова, А.Б. Ревина // Новейшие достижения европейской науки: мат-лы VII междунар. научн.-практич. конф., г. София, 17-25 июня 2011 г., Т. 33 - Изд-во Бял ГРАД-БГ ООД 2011. - С. 32-35.

7. Ревина А.Б. Динамика АТФазной активности в митохондриальных субклеточных фракциях тканей куриных эмбрионов / А.Б. Ревина // Агропромышленный комплекс: контуры будущего: мат-лы междунар. научн.-практич. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Курск, 9-11 ноября 2011 г., ч. 2 - Курск: Изд-во Курск.гос.с.-х.ак., 2012. - С. 113-115.

Формат 60х84 1/16. Бумага для множительных аппаратов.

Печать на копировальном аппарате КГСХА.

Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 106.

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии