Автореферат диссертации (Физиолого-биохимические особенности АТФазной активности крови и молока у продуктивных животных с различными типами обмена веществ в постнатальном онтогенезе)

На правах рукописиФЕДОРОВА Елена ЮрьевнаФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИАТФАЗНОЙ АКТИВНОСТИ КРОВИ И МОЛОКА УПРОДУКТИВНЫХ ЖИВОТНЫХ С РАЗЛИЧНЫМИ ТИПАМИОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В ПОСТНАТАЛЬНОМ ОНТОГЕНЕЗЕ03.03.01 – физиология03.01.04  биохимияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степенидоктора биологических наукМосква – 2014Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетномобразовательном учреждении высшего профессионального образования«Московская государственная академия ветеринарной медицины ибиотехнологии имени К.И.

Скрябина» (ФГБОУ ВПО МГАВМиБ)Научные консультанты:доктор биологических наук,профессорМаксимов Владимир Ильичдоктор ветеринарных наук,профессор, академик РАНВасилевич Федор ИвановичОфициальные оппоненты:Григорьев Василий Семенович - доктор биологических наук (03.03.01),профессор кафедры «Эпизоотология, патология и фармакология» ФГБОУ ВПО«Самарская государственная сельскохозяйственная академия», профессор.Никанова Людмила Анатольевна - доктор биологических наук (03.03.01,03.01.04), главный научный сотрудник отдела биохимических и химикоаналитических исследований ГНУ «Всероссийский научно-исследовательскийинститут животноводства».Шапошников Андрей Александрович - доктор биологических наук(03.01.04), зав.

кафедрой биохимии и фармакологии ФГБОУ ВПО«Белгородский государственный научно-исследовательский университет»,профессор.Ведущаяорганизация:Федеральноегосударственноебюджетноеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «СанктПетербургская государственная академия ветеринарной медицины».Защита диссертации состоится « 22 » октября 2014 г.

в _11__ часов назаседании совета по защите диссертаций Д 220.042.04 при ФГБОУ ВПОМГАВМиБ(109472, г. Москва, ул. Академика Скрябина, 23, тел. 377-93-83).С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГАВМиБ.Автореферат разослан «__» ______ 2014 г.Ученый секретарьдиссертационного советаФомина В.Д.21. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы.

В настоящее время все большее значениеприобретаютвопросы,раскрывающиепониманиевзаимосвязифизиологических и биохимических процессов с деятельностью энергетическихмеханизмов, проводником которых являются ферментные системы, ихобеспечивающие. Для обеспечения физиологических ибиохимическихпроцессов и свойств живой клетки, органов и организма животного в целомнеобходим избирательный транспорт веществ и энергии в клетку из внешнейсреды, ведущую роль в котором играет активный транспорт, осуществляемыйферментными системами мембран (ионными насосами), интегральнымибелками которых являются АТФазы (Лысов В.Ф., 1977; Мороз А.М., 1984;Овчинников Ю.А., 1985; Маслова М.Н. и др., 1991; Skou J.C., 1992; Boyer P.,Walker D., 1997; Решетов В.Б., 1998; Хаитов Р.И., 2000; Кармолиев Р.Х., 2002,2005; Мавров И.И.

и др., 2002).Транспортные аденозинтрифосфатазы чутко реагируют на изменениевнутренней и внешней среды, регулируя интенсивность своей работы. В связи сэтим в последнее время пристальное внимание уделяется проблемам регуляцииактивности Na+, K+-АТФазы (Кравцов А.В. и соавт., 2001; Батоцыренова Е.Г.,2005; Cheng et al., 1999; Therien et al., 1999, 2000; Pu X. et al., 2001, 2002;Zouzoulas et al., 2003; Flemming et al., 2003), выделению и изучению свойствбелков, взаимодействующих с этим ферментом (Лопина О.Д., 2001; АкимоваО.А. и соавт., 2003).

Согласно современным представлениям Na+, K+-ATФазаявляется не только ионным насосом, но и рецептором, связывающимдигиталисоподобные факторы и передающим сигнал внутрь клетки (Haas et al.,2000; Schoner, 2002; Xie et al., 2002, 2003).Ионный состав внутриклеточной и внеклеточной среды имеетсущественные различия в концентрации катионов натрия и калия. Созданиеградиента концентраций ионов натрия и калия по обе стороны мембраныосуществляетсяактивнымтранспортомэтихионовпротивих++электрохимических градиентов специальным ферментом – Na , K -АТФазой,использующей энергию макроэргических связей АТФ.

Например, вкардиомиоцитах примерно 10-15% всей энергии расходуется на работумембранных транспортных белков. Наибольшая активность Na+, K+-АТФазыобнаруживается в возбудимых и секреторных тканях: мозге, электрическоморгане, почках, солевых железах. На активность Na+, K+-АТФазы существенноевлияние оказывают многие факторы: соотношение ионов натрия и калия,количество доступного АТФ, возраст животных, условия содержания икормления.

Специфическими ингибиторами Na+, K+-АТФазы служат оуабаин(строфантин-G) и другие сердечные гликозиды, а также эндогенныедигиталисоподобные факторы (Силиванова Е.А., 2006; Кыров Д.Н., 2006 и др.;Харитонов Е.Л., 2003, 2007; Максимов В.И., 2002, 2006, 2008; Михайлов В.В.,2008; Swann A.C., 1985, Мосягин В.В., 2011).Лактационная функция организма животного тесно связана сэнергетическими процессами в молочной железе. Затраты энергии при3осуществлении процесса экструзии готового секрета очень велики, причембольшая роль в этом отводится фосфатазам, обнаруживаемым на базальныхплазматических мембранах секреторных клеток.

Поскольку, в настоящее времядоказано, что внутренний слой оболочки жирового шарика образуется изплазматической мембраны секреторной клетки молочной железы в процессевыведения секрета и подобно клеточной мембране представляет собойводонерастворимый липопротеидный комплекс, имеющий трехслойнуюструктуру (Swope F.C., Brunner J.R., 1970; Вишняков С.И., 1989; Геннис Р.Б.,1997; Горбатова К.К., 2010; Гунькова П.И., 2012), можно с уверенностьюутверждать, что активность транспортных АТФаз оболочек жировых шариковмолока может характеризовать уровень метаболических процессов в молочнойжелезе.За последние годы накоплено большое количество сведений по изучениютранспорта ионов и функционированию Mg2+-, Ca2+-, Na+, K+-, H+-АТФаз(Кагава Я., 1985; Болдырев А.А.

и др., 1985, 1998; Овчинников Ю.А., 1985;Skou J.C., 1992; Boyer P., Walker D., 1997; Лопина О.Д., 1997, 1999, 2001;Schiener-Bobis G., 2002; Манукян Г.А., 2002; Jorgensen P.L. et al.,2003; РубцовА.М., 2005; Рыжкова Г.Ф., 2005; Рубцов А.М., 2005; Дежкина И.В., 2008;Мосягин В.В., 2011).Вместе с тем, следует отметить, что еще нет сведений о видовыхособенностях влияния возраста и физиологического состояния на активностьАТФаз молока различных видов продуктивных животных (коров, свиней),активность АТФаз мышечной ткани цыплят-бройлеров.В связи с этим очевидна актуальность исследования взаимосвязиактивности АТФаз крови, молока и мышечной ткани с физиологическими ибиохимическими процессами в этих системах в постнатальном онтогенезе упродуктивных животных с различными типами обмена веществ (крупногорогатого скота, свиней и цыплят-бройлеров) в зависимости отфизиологического состояния, обусловленного генетическим потенциалом(породой, кроссом) и возрастом животных.Цель работы.

Целью настоящей работы явилось изучение взаимосвязиАТФазной активности в тканях (кровь, молоко, мышцы) различных видовсельскохозяйственных животных (крупного рогатого скота, свиней, цыплятбройлеров) с их физиолого-биохимическим состоянием, обусловленнымвозрастом, породной (кроссовой) принадлежностью, разным обменом веществи стадией лактации (крупный рогатый скот, свиньи).Для достижения цели, были поставлены следующие задачи:1.Изучить влияние количества эритроцитов, возраста, породы, ионовэлектролитов и специфического ингибитора (строфантина-G) на активностьАТФаз эритроцитов крупного рогатого скота черно-пестрой и симментальскойпород.2.Изучить влияние возраста, ионов электролитов и специфическогоингибитора (строфантина-G), количества эритроцитов на активность АТФазэритроцитов свиней крупной белой породы.43.Изучить влияние возраста и кросса, ионов электролитов на активностьАТФаз мембран эритроцитов цыплят- бройлеров кроссов «ISA» и «Бройлер-6».4.Выявить активность АТФаз жировых шариков молока коров, особенностиих функционирования в зависимости от количества и размера жировыхшариков, возраста, стадии лактации, породной принадлежности животных,сезона года.5.Выявить активность АТФаз жировых шариков молока свиней,особенности их функционирования в зависимости от возраста животных ипериода лактации.6.Выявить активность АТФаз мышечной ткани цыплят-бройлеров,особенности их функционирования в зависимости от возраста и кросса.7.Установить видовые особенности функционирования АТФаз крупногорогатого скота, свиней, цыплят-бройлеров.Научная новизна работы.

На основании физиолого-биохимическихисследований установлены своеобразные специфические изменения активноститранспортных АТФаз в эритроцитах крупного рогатого скота, свиней и цыплятбройлеров, жировых шариках молока крупного рогатого скота и свиней.Впервые установлено, что:- активность АТФаз эритроцитов и жировых шариков молока зависит отсвоеобразия обмена веществ и энергии, связанного с морфофункциональнымиособенностями различных видов животных (крупного рогатого скота, свиней,цыплят-бройлеров);- существует достоверная (Р<0,001) статистическая зависимостьактивности общей АТФазы жировых шариков молока крупного рогатого скотаи свиней от их количества и размера, причем эта зависимость проявляется уживотных разных возрастов, во все периоды лактации и сезоны года;- с возрастом происходит достоверное (Р<0,001) увеличение активностиобщей и Na+, K+-АТФазы молока коров черно-пестрой и симментальскойпород, активность Mg2+-АТФазы возрастает незначительно и недостоверно.Активность общей (Mg2+, Na+, K+-АТФазы) и Na+, K+-АТФазы жировыхшариков молока крупного рогатого скота достоверно (P<0,001)детерминирована возрастом на 56,5% и 41,6 % соответственно; достоверноговлияния возраста на активность Mg2+-АТФазы не установлено.