Українська академія аграрних наук

Вид материала

Документы

Содержание Мета і завдання дослідження. Обєкт дослідження Методи досліджень Наукова новизна одержаних результатів. Теоретичне і практичне значення роботи. Особистий внесок здобувача. Апробація результатів дисертації. 1.1. Окислювально-відновний гомеостаз в організмі тварин і птахів і його біологічне значення

Подобный материал:

• Українська академія аграрних наук, 516.21kb.
• Українська академія аграрних наук, 468.19kb.
• Українська академія аграрних наук, 349.15kb.
• Українська академія аграрних наук, 2736.22kb.
• Українська академія аграрних наук Інститут птахівництва Шаповалов Сергій Олегович, 510.49kb.
• Українська академія аграрних наук, 314.53kb.
• Міністерство агропромислової політики україни українська академія аграрних наук інститут, 1034.09kb.
• Державний комітет україни по земельних ресурсах міністерство сільського господарства, 589.46kb.
• Національний науковий центр „інститут аграрної економіки” національної академії аграрних, 319.01kb.
• Програма для вищих аграрних закладів освіти ІІІ іv рівнів акредитації із спеціальності, 165.25kb.

Дана робота є складовою частиною досліджень, виконаних згідно з планом науково-дослідних робіт відділу фізіології, біохімії та живлення птиці Інституту птахівництва УААН протягом 1995-2000 рр. у межах виконання завдань: “Вивчити особливості розвитку антиоксидантної системи в сільськогосподарської птиці в ембріогенезі та ранньому постнатальному онтогенезі”, № державної реєстрації 0197V009424.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було визначення видових та тканинних особливостей становлення антиоксидантної системи сільськогосподарської птиці (курей, індиків, качок, гусей, перепелів) в онтогенезі, вплив мікотоксинів присутніх в кормі на її функціонування, а також пошук шляхів підвищення антиоксидантного статусу організму.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:

• вивчити вікову і тканинну динаміку вмісту вітамінів А та Е в ембріогенезі та ранньому постнатальному онтогенезі курей, індиків, качок, гусей, перепелів;
  
• вивчити динаміку активності антиоксидантних ферментів в ембріогенезі
  

та у дорослої сільськогосподарської птиці різних видів;

• виявити особливості процесів перекисного окиснення ліпідів у тканинах птиці різних видів;
  
• вивчити вплив мікотоксинів на антиоксидантну систему ембріонів і дорослих курей;
  
• визначити можливість зниження токсичної дії мікотоксинів в організмі курей завдяки підвищенню антиоксидантного потенціалу їх організму.
  

Обєкт дослідження: кури, качки, гуси, індики, перепели та їх ембріони, кров, печінка, мозок та інші внутрішні органи.

Предмет дослідження: показники системи ПОЛ, А-, Е- та С-вітамінної забезпеченості організму птиці в динаміці.

Методи досліджень: ге­матологічні дослідження були проведені на аналізаторі «Sysmex» (Японія). Стійкість еритроцитів до кислотного гемолізу вивчали на автоматичній установці «Kinetic Shapemeter SH-01» (Німеччина). Електричні параметри електоромеханічної стабільності еритроцитарних мембран визначали на електроцитоаналізаторі «ЕЦА-02» (Україна).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше проведено порівняльне вивчення динаміки активності антиоксидантних ферментів в ембріогенезі в різних видів сільськогосподарської птиці, вмісту продуктів ПОЛ і жиророзчинних вітамінів. Показано, що на заключних етапах ембріогенезу перед виводом молодняку птиці підвищується активність антиоксидантних ферментів і накопичення основного жиророзчинного антиоксиданту клітини – -токоферолу.

У результаті проведених досліджень встановлено, що мікотоксини, які вивчалися, є активатором перекисних процесів. Встановлено кореляційний звязок при мікотоксикозах курей між рівнем продуктів ПОЛ в організмі птиці та активністю антиоксидантних ферментів і вмістом вітамінів А, Е, С та каротиноїдів. Розроблено методику оцінки антиоксидантних властивостей різних форм вітамінів А, Е, каротиноїдів, мікроелементів та дослідження процесів перекисного окиснення ліпідів при дії Т-2 токсину в умовах in vitro на клітинах ембріонального мозку. Встановлена мінімальна концентрація Т-2 токсину, яка здатна активувати процеси ліпопероксидації в умовах in vitro. Дані, які висвітлюють одночасно інтенсивність ПОЛ і показники антиоксидантної системи крові курей у динаміці аліментарного мікотоксикозу, отримані вперше. Визначена спроможність, завдяки використанню підвищених доз вітамінів Е, С та селену на фоні Т-2 токсикозу курей, запобігати активації ПОЛ та їх різну біологічну активність щодо окремих ланок антиоксидантної системи крові та інших тканин. Вперше отримано нові дані про те, що за допомогою мікроелементних композицій - препарату «Біотам» як профілактичного засобу, так і в умовах розвитку Т-2 токсикозу, в значній мірі підвищується антиоксидантний статус організму, стабілізується стан клітинних мембран. Використання пробіотиків при Т-2 токсикозі сприяє значному поліпшенню біохімічних показників організму курей.

Теоретичне і практичне значення роботи. Одержані результати розширюють і поглиблюють сучасні уявлення про вікові, видові та тканинні особливості вільнорадикальних процесів, їх знешкодження та корекцію в організмі сільськогосподарської птиці. Встановлені характерні зміни стану показників проантиоксидантної рівноваги та функціонального стану печінки при дії різних мікотоксинів дають підстави використовувати їх як критерії оцінки ступеню розвитку токсикозу та детоксикаційної можливості вітамінних та мікроелементних препаратів. Одержані результати поглиблюють та розширюють розуміння механізмів токсичної дії мікотоксинів як стимуляторів ПОЛ, що надійшли аліментарним шляхом до організму сільськогосподарської птиці, і можуть бути основою для розробки науково обґрунтованих схем детоксикації за допомогою різних кормових добавок. Розроблено просту і швидку методику оцінки антиоксидантних властивостей біологічно активних речовин при Т-2-токсикозі в умовах in vitro. На основі одержаних результатів рекомендується використовувати при Т-2 токсикозі добавки підвищених доз вітаміну Е, С та селеніту натрію, мікроелементної композиції “Біотам” та пробіотиків: молочнокислих бактерій - Lactobacilus sp. та дріжджів Saccharomyces cerevisiae у вигляді добавок до раціону.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота містить результати досліджень, одержаних здобувачем при виконанні науково-дослідних робіт згідно з тематичним планом науково-дослідної установи, що підтверджується робочими програмами і звітами про науково-дослідницькі роботи. У закінченій дисертаційній роботі особисто здобувачеві належать: проведення порівняльного вивчення динаміки активності антиоксидантних ферментів, вмісту продуктів ПОЛ і жиророзчинних вітамінів в ембріогенезі і ранньому постнатальному онтогенезі в різних видів сільськогосподарської птиці; пошук критеріїв для поглиблення оцінки мікотоксикозів за умов аліментарного надходження токсинів; детальне вивчення досягнень науки в цьому питанні; оцінка детоксикаційної дії вітамінів, мікроелементів, пробіотиків на кров та печінку птиці, на підставі яких проведено аналіз і узагальнено одержані результати про патогенез мікотоксикозів та ступінь детоксикаційних ефектів різних біологічно активних речовин; виконання біохімічних досліджень; формулювання висновків. Дослідження гемолізу еритроцитів крові та електромеханічної стабільності еритроцитарних мембран проводилися спільно з к.б.н. Узленковою Н.Є. (Інститут медичної радіології АМН, м. Харків), що знайшло відображення в спільних публікаціях. Препарат “Біотам” розроблено разом з д.х.н. Григор'євою А.С. та к.х.н. Канахович Н.Ф. (Інститут фармакології та токсикології АМН, м. Київ). Токсини були люб'язно надані співробітниками лабораторії мікотоксикології Інституту птахівництва УААН д.в.н. Котиком А.М. та к.б.н. Труфановою В.А.

Апробація результатів дисертації. За основними положеннями дисертаційної роботи зроблено доповіді на:

• Міжнародній конференції "Біологічні основи живлення сільськогосподарських тварин” (м. Львів, 1998);
  
• 7-й науково-практичній конференції Балтійських країн з птахівництва (м. Рига, Латвія, 1999);
  
• Всеросійській конференції молодих вчених та аспірантів з птахівництва (м. Сергіїв Посад, Росія, 1999) ;
  
• IV-у міжнародному симпозіумі "Біологічні механізми старіння” (м. Харків, 2000);
  
• V-й міжнародній науково-практичній конференції “Актуальні проблеми інтенсивного розвитку тваринництва” (м. Горки, Білорусь, 2000);
  
• Міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми виробництва екологічно чистої продукції на межі 3-го тисячоліття” (м. Житомир, 2000);
  
• XXI Міжнародному конгресі з птахівництва (м. Монреаль, Канада, 2000);
  
• Науково-практичній конференції молодих вчених “Актуальні проблеми фармакології та токсикології” (м. Київ, 2000);
  
• Міжнародній науковій конференції ветеринарної медицини Дніпропетровського аграрного університету (м. Дніпропетровськ, 2001);
  
• III та IV - й Українській конференції по птахівництву з міжнародною участю (м. Алушта, 2001, 2003).
  

Результати наукових досліджень доповідалися на засіданнях вченої ради, ради молодих вчених в Інституті птахівництва УААН (1998-2001 р.).

Публікації. Результати дисертаційної роботи опубліковано в 10 статтях у наукових виданнях, 9 матеріалах і тезах доповідей конференцій. У наукових працях особистий внесок здобувача полягає в проведенні експериментальних досліджень на 90% (постановка досліду, взяття проб на аналіз, вимірювання активності ферментів, вмісу вітамінів, продуктів ПОЛ, глутатіону в біологічному матеріалі, статистична обробка результатів та їх аналіз, формулювання висновків).

РОЗДІЛ 1

Огляд літератури

1.1. Окислювально-відновний гомеостаз в організмі тварин і птахів і його біологічне значення

На сьогодні стало загальновизнаним, що процесам ПОЛ належить істотна роль у регуляції метаболізму мембранних ліпідів, зміні фізико-хімічних властивостей і проникності біологічних мембран у фізіологічних умовах. Крім цього також встановлено, що процеси ПОЛ є одними з найбільш сильних модифікаторів біологічних мембран при цілому ряді патологічних станів організму [22, 23, 26]. Експериментально було доведено і теоретично сформульовано положення про непреривне протікання вільнорадикального окиснення ліпідів у нормі, тобто, вільнорадикальне (перекисне) окиснення постійно протікає у нормі у всіх тканинах живих організмів, і ці процеси при їхній низькій інтенсивності є одними з типів нормальних метаболічних процесів [21, 39]. При цьому утворення і нейтралізація вільних перекисних радикалів - провідний уніфікований адаптаційно-компенсаторний процес, а в деяких випадках - механізм, що відповідає за утворення і розвиток цілого ряду патологічних процесів, координацію імунної та антиоксидантної систем організму, регуляцію інтенсивності і спрямованості метаболічних реакцій [107]. Центральною ланкою вільнорадикальної реакції є утворення вільних ліпідних радикалів - R˙ і гідроперекисного радикалу - RO˙. Для протікання цих процесів необхідні такі умови [15]:

• Наявність субстратів окиснення.
  
• Наявність у середовищі молекулярного кисню (O₂).
  
• Утворення в тканині активних форм кисню - оксидрадикалів (О₂˙^–,˙OH, ¹О₂, Н₂O₂), що є сильнішими окислювачами, ніж О₂.
  
• Наявність металів змінної валентності, головним чином Fe²⁺, які каталізують реакцію відновлення О₂ до його активних форм, а також наявність відновників цих металів (NADPH, аскорбінової кислоти та ін.).
  

Субстратами процесів ПОЛ в мембранах є поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК).

Особливість і відмінність радикальної реакції в ненасичених жирних кислотах від радикальних реакцій у білках, вуглеводах, нуклеїнових кислотах полягають у тому, що, один раз почавшись, вона не припиняється, і її практично неможливо зупинити. Первинний активний радикал R^. не зникає, а регенерується і продовжує ланцюг. Відкриття вільнорадикальних реакцій перекисного окиснення у тканинах і рідких середовищах організму належать Б.Н.Тарусову. Він встановив, що найбільш ефективно реакції перекисного окиснення розвиваються в ліпідвміщуючих структурах, насамперед у біологічних мембранах при впливі іонізуючої радіації [62, 63]. Незважаючи на неповноту сучасних знань про роль ПОЛ у фізіологічних умовах, у даний час установлено, що вільнорадикальні реакції ПОЛ, підтримувані спеціальними регуляторними системами на низькому стаціонарному рівні, беруть участь у звичайних метаболічних процесах і регуляції функцій клітини. Так, гальмуючи, чи, навпаки, прискорюючи ПОЛ, можна впливати на склад клітинних мембран, їхню структурну організацію та функціональну активність клітини. Таким чином, ПОЛ - не тільки універсальний модифікатор властивостей біологічних мембран, але й важливий фізіологічний регулятор їхньої структури та функції. На рис. 1.1 показано взаємодію системи генерації вільних радикалів і антиоксидантної системи. Донедавна розглядалася переважно патогенна функція активних кисневих метаболітів, що реалізується за допомогою активації процесів ПОЛ у біомембранах. При цьому вважалося, що як у нормі, так і при різних порушеннях фізіологічних реакцій необхідно інгібірувати активні кисневі метаболіти і активність ПОЛ [12]. Дослідження останніх років виявили участь активних кисневих метаболітів у регуляції тонусу судин [217], клітинної проліферації, синтезі простагландинів [117]. У зв'язку з цим стає питання: чи доцільно у визначених ситуаціях інгібування активних кисневих метаболітів?