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

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«Московская государственная академия ветеринарной медицины ибиотехнологии им. К.И. Скрябина»На правах рукописиФЕДОРОВА ЕЛЕНА ЮРЬЕВНАФизиолого-биохимические особенности АТФазнойактивности крови и молока у продуктивных животныхс различными типами обмена веществ в постнатальномонтогенезе03.03.01 – физиология03.01.04  биохимияДиссертация на соискание ученой степенидоктора биологических наукНаучные консультанты:доктор биологических наук,профессор Максимов В.И.,доктор ветеринарных наук,профессор Василевич Ф.И.Москва-20142ОглавлениеВведение……………………….……………………………………………...1. Обзор литературы………….………………………………………………1.1 Особенности обмена веществ в организме сельскохозяйственныхживотных с различными типами пищеварения…………………………….1.2 Роль транспортных ферментных систем, локализованных вмембранные структуры клеток тканей и органов организма животных…1.2.1.

Структура, активность и биологическая роль Na+, К + -АТФазы…..1.2.2. Структура, активность и биологическая роль Мg²+ -АТФазы……..1.2.3. Структура, активность и биологическая роль Са2+-АТФазы………1.2.4 Структура, активность и биологическая роль HCO3--АТФазы……...2.Материалы и методы исследований……………………………………....3. Результаты собственных исследований………………………………….3.1 Физиологические показатели у животных разных видов изакономерности их изменения с возрастом……………………………...…3.2 АТФазная активность эритроцитов и молокакрупного рогатого скота и взаимосвязь с физиологическими ибиохимическими процессами в крови и молоке …………………………..3.3 АТФазная активность эритроцитов и молока свиней и взаимосвязь сфизиологическими и биохимическими процессами в крови имолоке………………………………………………………………………....3.4 АТФазная активность эритроцитов и мышечной ткани цыплятбройлеров и взаимосвязь с физиологическими и биохимическимипроцессамивкровиимышечнойткани……………………………………………………..…………………...3.5 Видовые особенности функционирования АТФаз крупного рогатогоскота, свиней и цыплят-бройлеров………………………………………...Заключение…………………………………………………………………...Список сокращений и условных обозначений…………………………....Список литературы………………………………………………………….Приложения......................................................................................................312121826383945515858611301551671741931942303ВВЕДЕНИЕАктуальность работы.В настоящее время все большее значениеприобретают вопросы, раскрывающие понимание взаимосвязи физиологическихи биохимических процессов с деятельностью энергетических механизмов,проводником которых являются ферментные системы, их обеспечивающие.

Дляобеспечения физиологических и биохимических процессов и свойств живойклетки, органов и организма животного в целом, необходим активный транспортвеществ и энергии в клетку из внешней среды, осуществляемый ферментнымисистемами мембран (ионными насосами), интегральными белками которыхявляются 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 в соответствии с этим интенсивностьсвоей работы.

В связи с этим в последнее время пристальное вниманиеуделяется проблемам регуляции активности Na+, K+-АТФазы (Кравцов А.В. исоавт., 2001; Батоцыренова Е.Г., 2005; Cheng et al., 1999; Therien et al., 1999,2000; Pu X. et al., 2001, 2002; Манукян Г.А., 2002; Zouzoulas et al., 2003;Flemmingetal.,2003),выделениюиизучениюсвойствбелков,взаимодействующих с этим ферментом (Лопина О.Д., 2001; Акимова О.А. исоавт., 2003). Согласно современным представлениям Na+, K+-ATФаза являетсянетолькоионнымнасосом,ноирецептором,связывающимдигиталисоподобные факторы и передающим сигнал внутрь клетки (Haas et al.,2000; Schoner, 2002; Xie et al., 2002, 2003).Ионныйсоставвнутриклеточнойивнеклеточнойсредыимеетсущественные различия в концентрации катионов натрия и калия. Созданиеградиента концентраций ионов натрия и калия по обе стороны мембраныосуществляетсяактивнымтранспортомэтихионовпротивих4электрохимических градиентов специальным ферментом – Na, K+-АТФазой,использующейэнергиюмакроэргическихсвязейАТФ.Например,вкардиомиоцитах примерно 10-15% всей энергии расходуется на работумембранных транспортных белков.

Наибольшая активность Na, K+-АТФазыобнаруживается в возбудимых и секреторных тканях: мозге, почках, солевыхжелезах. На активность Na, K+-АТФазы существенное влияние оказываютмногие факторы: соотношение ионов натрия и калия, количество доступногоАТФ, возраст животных, условия содержания и кормления. Специфическимиингибиторами Na, K+-АТФазы служат оуабаин (строфантин-G) и другиесердечные гликозиды, а также эндогенные дигиталисоподобные 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).Лактационнаяфункцияорганизмаживотноготесносвязанасэнергетическими процессами в молочной железе.

Затраты энергии приосуществлении процесса экструзии готового секрета очень велики, причембольшаярольвэтомотводитсяфосфатазам,обнаруживаемымнаплазматических 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 собойводонерастворимыйлипопротеидныйкомплекс,имеющийтрехслойнуюструктуру (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(Овчинников Ю.А., 1985; Skou J.C., 1992; Модянов H.H., Аристархова Е.А.,5Арзамазова Н.М., 1994; 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;Рубцов А.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 овидовых особенностях влияния возраста и физиологического состояния наактивность АТФаз молока различных видов продуктивных животных (коров,свиней), активность АТФаз мышечной ткани цыплят-бройлеров.В связи с этим очевидна актуальность исследования взаимосвязиактивностиАТФазфизиологическимиклетокикрови,молокабиохимическимиипроцессамимышечнойвэтихтканиссистемахвпостнатальном онтогенезе у продуктивных животных с различными типамиобмена веществ (крупного рогатого скота, свиней и цыплят-бройлеров) взависимости от физиологического состояния, обусловленного генетическимпотенциалом (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 веществ истадией лактации (крупный рогатый скот, свиньи).Для достижения цели, были поставлены следующие задачи:1.Изучить влияние количества и диаметра эритроцитов, возраста, породы,ионов электролитов и специфического ингибитора (строфантина-G) наактивность АТФаз эритроцитов крупного рогатого скота черно-пестрой исимментальской пород.2.Изучить влияниевозраста,ионов электролитов и специфическогоингибитора (строфантина-G), количества и диаметра эритроцитов на активностьАТФаз эритроцитов свиней крупной белой породы.3.Изучить влияние возраста и кросса, ионов электролитов на активностьАТФаз мембран эритроцитов цыплят- бройлеров кроссов «ISA» и «Бройлер-6».64.Выявить активность АТФаз жировых шариков молока коров, особенностиих функционирования в зависимости от количества и размера жировых шариков,возраста, стадии лактации, породной принадлежности животных, сезона года.5.ВыявитьактивностьАТФазжировыхшариковмолокаособенности их функционирования в зависимости от возрастасвиней,животных ипериода лактации.6.ВыявитьактивностьАТФазмышечнойтканицыплят-бройлеров,особенности их функционирования в зависимости от возраста и кросса.7.Установить видовые особенности функционирования АТФаз крупногорогатого скота, свиней, цыплят-бройлеров.Научная новизна работы.