WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

БАИШНИКОВА Ирина Валерьевна

Возрастная и сезонная динамика витаминов А и Е у песцов (Alopex lagopus L.) и лисиц (Vulpes vulpes L.)

03.03.01 – физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Петрозаводск – 2012

Работа выполнена в лаборатории экологической физиологии животных Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института биологии Карельского научного центра Российской академии наук (ИБ КарНЦ РАН) Научный руководитель – доктор cельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РК Тютюнник Николай Николаевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Карпенко Лариса Юрьевна доктор медицинских наук, профессор Мейгал Александр Юрьевич Ведущая организация – ГНУ Всероссийский НИИ охотничьего хозяйства и звероводства им. профессора Б.М.Житкова

Защита состоится «16» марта 2012 года в 12 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.087.02 при Карельской государственной педагогической академии по адресу: 185035, Республика Карелия, г. Петрозаводск, ул. Пушкинская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карельской государственной педагогической академии.

Автореферат разослан « » февраля 2012 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат медицинских наук, доцент А. И. Малкиель

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение в тканях высших животных уровня витаминов как компонентов, необходимых для жизнедеятельности организма, представляет существенный интерес. Важную роль в процессах обмена веществ играют витамины А и Е, которые необходимы для нормального роста, развития, размножения животных и обладают антиоксидантными свойствами (Надиров, 1991; Меньщикова и др., 2006;

Ребров, Громова, 2008; Blomhoff, Blomhoff, 2006). Закономерности накопления и расходования этих витаминов в организме при влиянии различных факторов изучены у человека и многих видов животных, тогда как в отношении хищных млекопитающих имеются лишь фрагментарные данные. Представители отряда хищных отличаются рядом биологических особенностей, связанных с питанием, размножением, сменой волосяного покрова (Туманов, 2003), которыми может определяться и специфика обмена жирорастворимых витаминов (Schweigert, Raila, 2002). Исследование уровня витаминов А и Е в онтогенезе и при различных физиологических состояниях у хищных животных имеет большое значение для предупреждения нарушений обменных процессов, возникающих при их недостатке (Brandt et al., 1989). Известно, что содержание витамина А в крови не всегда отражает обеспеченность организма этим витамином (Горбачев, Горбачева, 2002), поэтому важно изучение закономерностей формирования его уровня в различных органах и тканях в процессе роста, развития и размножения.

Кроме того, изучение воздействия на организм высоких доз витаминов А и Е позволит дополнить знания об их участии в физиологических процессах у пушных зверей, а также оценить соответствие установленных в опытах по кормлению норм физиологическим потребностям исследуемых видов млекопитающих.

Введенные в зоокультуру песцы и лисицы сохранили многие биологические особенности своих диких сородичей (Берестов, Кожевникова, 1981) и могут служить модельными объектами для изучения процессов, происходящих с представителями данных видов в естественной среде обитания. Оба вида относятся к одному семейству и обладают рядом сходных физиологических и биохимических характеристик, однако являются выходцами из различных экологических зон, что обусловливает особенности их метаболизма. В связи с этим представляется целесообразным сравнение содержания витаминов А и Е в органах и тканях данных видов пушных зверей при различных условиях.

Работа выполнена в рамках госбюджетных тем № 37 (ном. гос. рег.

01200700997), № 48 (ном. гос. рег. 01201052926) и проекта № 65 сотрудничества между Польской академией наук и Российской академией наук.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было изучение эндогенного фона витаминов А и Е в постнатальном онтогенезе у представителей семейства собачьих, различающихся по экогенезу. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать уровень витаминов А и Е в сыворотке крови, органах и тканях песцов и лисиц в постнатальном онтогенезе;

2. Изучить сезонные изменения концентрации витаминов А и Е в сыворотке крови и органах песцов и лисиц;

3. Оценить влияние высоких доз витаминов А и Е и голодания на содержание изучаемых витаминов в сыворотке крови, органах и тканях у животных исследуемых видов.

Научная новизна. Впервые изучено содержание витаминов А и Е в тканях и органах песцов и лисиц в различные возрастные и биологические периоды. Показано, что уровень витаминов А и Е зависит от периода индивидуального развития, физиологического состояния организма и алиментарных факторов. Обнаружено сходное распределение витаминов А и Е в тканях и органах двух видов одного семейства. Установлено, что у песцов преобладание витамина А в почках по сравнению с печенью проявляется уже в 50-дневном возрасте и достигает соотношения, свойственного взрослым животным в 5 месяцев. Наиболее высокий уровень витамина А в крови песцов зафиксирован в 3-х, тогда как у лисиц в 9-месячном возрасте.

Практическая значимость работы. Результаты исследования расширяют знания о роли витаминов А и Е в организме хищных млекопитающих. Полученные данные могут быть использованы в практике пушного звероводства для коррекции рационов животных с учетом возраста и биологического периода. Сведения, полученные при изучении влияния высоких доз витаминов А и Е, могут быть применены для оценки физиологической потребности в них песцов и лисиц.

Апробация работы. Материалы работы представлены и обсуждены на Международном симпозиуме «Современные проблемы и методы экологической физиологии и патологии млекопитающих, введенных в зоокультуру» (Петрозаводск, 2009); Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. Е.Д.Ильиной «Достижения науки и практики в клеточном пушном звероводстве» (Москва, 2009); 13-й и 14-й Международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология – наука XXI века» (Пущино, 2009, 2010); Международной научнопрактической конференции, посвященной 80-летию Вятской государственной сельскохозяйственной академии и 45-летию подготовки биологов-охотоведов «Биологические ресурсы» (Киров, 2010); International Scientific Conference “Scientific Achievements and the Breeding Practice” (Krakow, 2011).

Положения, выносимые на защиту:

1. Содержание витаминов А и Е в организме песцов и лисиц зависит от периода постнатального онтогенеза и сезона года.

2. Эндогенный уровень витаминов А и Е у песцов характеризуется устойчивостью к нагрузке витамином А и голоданию.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы, в том числе 6 статей в журналах, входящих в перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, содержит 6 таблиц и 21 рисунок. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 4 глав результатов собственных исследований, обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, который включает 265 наименований, из них 161 иностранных.

Благодарности. Выражаю глубокую и искреннюю признательность моему научному руководителю д.с-х.н., профессору Н.Н. Тютюннику, к.б.н. Т.Н. Ильиной и д.б.н. В.А. Илюхе за ценные советы и рекомендации, сотрудникам лаборатории экологической физиологии животных за всестороннюю помощь при проведении экспериментальных исследований, а также трудовым коллективам зверохозяйств «Кондопожский зверовод» и ОАО «Пряжинское» за помощь при сборе материала.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования выполнены в лаборатории экологической физиологии животных Института биологии Карельского научного центра РАН, на базе зверохозяйств Республики Карелия «Кондопожский зверовод» и ОАО «Пряжинское». Объектами исследований являлись представители семейства собачьих (Canidae) – вуалевые и серебристые песцы (Alopex lagopus L.) и серебристо-черные и рыжие лисицы (Vulpes vulpes L.). Животные содержались в стандартных условиях в открытых шедах и получали сбалансированный по содержанию питательных веществ и энергии рацион (Перельдик и др., 1981; Паркалов, 2006). Всего было исследовано 1песцов, 95 лисиц. Работа выполнена с соблюдением международных принципов Хельсинкской декларации о гуманном отношении к животным, принципов гуманности, изложенных в директиве Европейского Сообщества (86/609/ЕС), «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных», «Биоэтических правил проведения исследований на человеке и животных».

Методы исследования. Кровь для анализа брали из плантарной вены утром до кормления животных. Для получения сыворотки кровь центрифугировали дважды при 3000g по 15 минут. Образцы тканей (печень, почки, сердечная и скелетная мышцы, легкие и селезенка) отбирали в исследуемый возрастной период или во время планового забоя животных на звероферме, замораживали и хранили до проведения анализа при температуре -25°С.

Гомогенаты тканей и органов (навеска 100 мг) готовили в 0,25 М растворе сахарозы (pH=7,4), содержащей 0,001 М этилендиаминтетрауксусной кислоты. Для анализа содержания витаминов к 0,25 мл сыворотки или гомогената добавляли 0,25 мл 0,025% раствора бутилокситолуола (БОТ) в этаноле, тщательно перемешивали, затем добавляли 0,5 мл 0,0125% раствора БОТ в н-гексане. Для экстрагирования витаминов пробирки энергично встряхивали в течение 5 минут, центрифугировали мин. при 3400g (анализ сыворотки) или 3000g (анализ тканей и органов), затем образцы оставляли на холоде на 40 мин. В гексановом слое на микроколоночном жидкостном хроматографе «Милихром 4» с ультрафиолетовым детектором (Скурихин, Двинская, 1989) определяли концентрации ретинола – метаболически активной формы витамина А, и -токоферола – изомера витамина Е, обладающего, по сравнению с другими, наивысшей биологической активностью и наиболее широко представленного в тканях животных. Элюентом служила смесь гексана с изопропанолом (98,5:1,5). Для построения калибровочных кривых использовали стандартные растворы ретинола и -токоферола («Sigma»). Концентрацию ретинола определяли при длине волны 324 нм, -токоферола – 292 нм.

Схемы постановки экспериментов.

Изучение возрастной динамики витаминов А и Е у вуалевых песцов обоего пола проводили в течение двух последовательных лет в возрасте 1, 5, 20, 35 и 50 дней в сыворотке крови (n=22) и органах (n=27), а также в сыворотке крови в 3, 6, 8 и 9-месячном возрасте (n=42). Кроме того, исследовали органы и ткани у самок песцов в возрасте 5, 18 и 54 месяцев (n=14). У серебристо-черных лисиц обоего пола анализировали сыворотку крови в возрасте 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9 месяцев (n=53). Количество животных в каждой возрастной группе составляло 5–12 особей. Для сравнения возрастной динамики витаминов у животных двух видов изучали неполовозрелых 7-месячных (n=5) и взрослых половозрелых самок серебристых песцов и серебристо-черных лисиц. Возраст взрослых песцов составлял 3,5 года (n=5), лисиц – 2,5 – 4,5 года (n=4).

Влияние физиологического периода на уровень витаминов А и Е изучали в сыворотке крови самок вуалевых песцов (n=34, 5–12 животных в каждой группе) в различные сезоны года, связанные с определенной стадией репродуктивного цикла. Кроме того, сравнивали концентрацию витаминов в печени, почках и сердце самок вуалевых песцов (n=10) и рыжих и серебристо-черных лисиц обоего пола (n=15) осенью (ноябрь, песцов и 10 лисиц) и весной (март, апрель, по 5 песцов и лисиц). Самки, исследованные весной, были непокрытыми в период гона.

Исследование влияния разных доз витаминов А и Е проводили на 6месячных самках вуалевых песцов и серебристо-черных лисиц в ноябре.

У песцов изучалось влияние двух доз витаминов. Для этого животные были разделены на 5 групп: К – контроль, А1 – 5000 ИЕ витамина А, А2 – 10000 ИЕ витамина А, Е1 – 50 мг витамина Е, Е2 – 100 мг витамина Е на животное в сутки. Лисицы были разделены на 3 группы: К – контроль, А – 10000 ИЕ витамина А, Е – 100 мг витамина Е на животное в сутки. Каждая группа состояла из 6 особей. Животные контрольных групп получали рацион зверохозяйства, подопытные животные дополнительно к нему в течение 14 дней получали с утренней порцией корма витамин А в виде масляного раствора ретинола ацетата или витамин Е в виде порошка (“Cuxavit E 50” производства Германии). В основной рацион в зверохозяйстве добавляли 15 мг витамина Е на голову в сутки, что является принятой нормой для зверей осенью, дополнительного витамина А животные в этот период не получали. В другие периоды норма витамина А, применяемая в хозяйстве, составляет 500 ИЕ.

Эксперимент по голоданию проводили на 6-месячных самках вуалевых песцов в ноябре. Животных разделили на 2 группы по 6 особей: К – контрольная (основной рацион), О – подопытная (полное голодание в течение 8 суток без ограничения доступа к воде).

Полученные данные обрабатывали с использованием пакетов программ MS Excel и Statgraphics общепринятыми методами вариационной статистики, сравнение проводили с применением непараметрического критерия (U) Вилкоксона-Манна-Уитни (Коросов, Горбач, 2007). Для оценки степени функционального напряжения антиоксидантной системы (АОС) тканей органов при нагрузке витаминами А и Е использовали корреляционный анализ. Напряженность работы системы антиоксидантов характеризовали с помощью показателя индекса скоррелированности:

I=|rij|, где rij – коэффициенты корреляции между признаками, достоверно отличающиеся от 0 при p<0,01.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Уровень витаминов А и Е в сыворотке крови, органах и тканях у песцов и лисиц в постнатальном онтогенезе Витамин А. У песцов и лисиц на протяжении первого года жизни, в периоды интенсивного роста, развития, полового созревания и становления фенотипа, изменения уровня витамина А в сыворотке крови носили сходный характер (Рис. 1). У 1-дневных песцов концентрация витамина А была минимальной по сравнению с другими возрастными периодами, затем к 5дневному возрасту его уровень увеличился в 9 раз, что связано с тем, что они в это время получали богатое витаминами молозиво, а к 20му дню жизни снижался почти в раз. После 30-дневного возраста Рис. 1. Содержание витамина А в сыпроисходило повышение содержаворотке крови песцов (А) и лисиц (Б) ния витамина А до 3-месячного (в постнатальном онтогенезе, M±m.

дней) возраста у песцов и 5-месячУсловные обозначения: звездочки – ного (150 дней) у лисиц, после чего различия достоверны по сравнению с у обоих видов его уровень значипредыдущим возрастом (при p<0,05;

p<0,01 и p<0,001, соответственно).

тельно снижался. К 5 - 6 месяцам завершается интенсивный рост щенков, а также происходит стабилизация обмена белка, с которым связан транспорт ретинола в крови (Кожевникова, Берестов, 1987; Чернухи на и др., 1979). В 6-месячном возрасте (1дней) происходит формирование зимнего опушения (Берестов, 1971;

Михайлова, 1977), в связи с чем увеличивается потребность в белке и витамине А (Григович, Руоколайнен, Петрова, 1994).

К 9 месячному возрасту (270 дней), когда у песцов и лисиц начинается период проэструса (подготовка к размножению) и повышается уровень обмена веществ, концентрация ретинола в крови увеличивалась. Следует отметить, что у песцов уровень витамина А в крови достигал самого высокого значения уже в возрасте 3 месяцев, тогда как у лисиц - только в месяцев. Установлено, что иммунная система, на работу которой витамин А оказывает существенное влияние (Плецитый, Лидак, 1984; Beisel, 1982) у песцов также развивается быстрее, чем у лисиц (Березина, 2006). Эти различия могут быть обусловлены особенностями экогенеза двух видов:

песец является выходцем северных, а лисица – умеренных широт. Половых различий в концентрации витамина А у песцов и лисиц первого года жизни обнаружено не было.

В печени и почках, как и в сыворотке крови, содержание витамина А было минимальным у 1-дневных песцов (Рис. 2). Затем в печени его уровень увеличивался к 20-му дню почти в 10 раз (с 0,6±0,43 до 5,87±1,26 мкг/г), а к 50-дневному возрасту снижался в 4 раза (1,53±0,25 мкг/г) и был на таком уровне до 5-месячного возраста. У 1,5-годовалых песцов (18 месяцев) концентрация витамина А в органе была в 2,9 раза выше по сравнению с 5Рис. 2. Динамика концентрации витамина месячными, а у 4,5-летних жиА в органах песцов в постнатальном онтовотных (54 месяца) ниже в 2 раза генезе, M±m.

по сравнению с 1,5-годовалыми.

Условные обозначения: звездочки – разлиВ отличие от печени, урочия достоверны по сравнению с предыдувень витамина А в почках песщим возрастом (при p<0,05 и p<0,01, соотцов повышался на протяжении ветственно).

всего исследованного периода.

У щенков содержание витамина увеличивалось постепенно от 1 к 50 дню жизни с 0,65±0,39 до 3,00±0,27 мкг/г, а у 5-месячных животных было выше, чем у 50-дневных в 49,7 раза и составило 149,09±25,67 мкг/г. Самая высокая концентрация наблюдалась у 54-месячных песцов (340,80±16,мкг/г). До 35-го дня жизни содержание ретинола в печени превышало таковое в почках (за исключением 1-го дня), в 50 дней и более старшем возрасте его концентрация в почках была самой высокой по сравнению с другими исследованными органами, что является характерной особенностью видов из семейства собачьих и зафиксировано у енотовидных собак и серебристо-черных лисиц (Raila et al., 2000).

Неполовозрелые (7-месячные) песцы и лисицы не различались по уровню витамина А в сыворотке крови (1,47±0,16 и 1,63±0,21 мкмоль/л, соответственно). У взрослых песцов содержание витамина было почти вдвое ниже, чем у неполовозрелых (p<0,05), а у лисиц данный показатель с возрастом снижался незначительно.

В органах у 7-месячных и взрослых песцов и лисиц самый высокий уровень витамина А зафиксирован в почках, более низкий выявлен в печени, селезенке и сердце, в легких он был обнаружен только у лисиц. В позднем постнатальном онтогенезе в большинстве органов отмечалась тенденция к увеличению концентрации витамина А, но в то же время наблюдалось снижение в печени у песцов и селезенке у лисиц. Необходимо отметить, что межвидовых различий в концентрации ретинола в органах песцов и лисиц разного возраста обнаружено не было, за исключением селезенки у взрослых животных (p<0,05).

Таким образом, динамика содержания витамина А в сыворотке крови у песцов и лисиц в течение первого года жизни была сходной, максимальная концентрация витамина у песцов была зафиксирована раньше, чем у лисиц. Распределение витамина А в органах у представителей двух видов было аналогичным. С возрастом прослеживалась общая тенденция к увеличению его уровня в органах, снижение наблюдалось в сыворотке крови и печени у песцов и селезенке у лисиц.

Витамин Е. В сыворотке крови у песцов в течение первого месяца жизни были обнаружены фазные изменения содержания витамина Е, связанные с определенными этапами развития животных в раннем постнатальном онтогенезе: прозреванием, прорезыванием зубов, переходом от молочного к смешанному питанию. В ранний период развития у обоих видов зафиксирован самый высокий уровень витамина Е, по сравнению с остальными периодами (Рис. 3), что связано, вероятно, с его активным участием в обменных процессах (Надиров, 1991; Schneider, 2005), которые у незрелорождающихся млекопитающих наиболее интенсивны в течение первого месяца жизни (Махинько, Никитин, 1975). К 2-месячному возрасту содержание витамина снижалось и стабилизировалось на уровне, близком к взрослым животным. Как у песцов, так и у лисиц наблюдалось снижение концентрации токоферола (ТФ) в 6-месячном возрасте, что может быть связано, с адаптацией к низким температурам (сентябрь–октябрь).

У 9-месячных животных содержание витамина Е увеличивалось в 1,3 раза у песцов и 5,7 раза у лисиц по сравнению с предыдущим возрастным периодом. В это время (январь - февраль), происходит увеличение продолжительности светового дня, у животных повышается интенсивность обменных процессов и активизируется деятельность половых желез в связи с приближением периода размножения, поэтому потребность в витамине Е повышается. Половых различий в концентрации витамина Е у песцов и лисиц первого года жизни обнаружено не было.

В печени песцов в период ранРис. 3. Содержание витамина Е в сынего постнатального онтогенеза воротке крови песцов (А) и лисиц уровень витамина Е постепенно (Б) в постнатальном онтогенезе, M±m. снижался с 65,68±22,20 мкг/г у 1Условные обозначения: звездочки – дневных до 15,03±4,06 мкг/г у 50различия достоверны по сравнению дневных животных (Рис. 4). Значис предыдущим возрастом (при тельное понижение данного покаp<0,05; p<0,01 и p<0,001, соответстзателя в 50 дней может быть связавенно).

но с отсадкой щенков от матери, которая происходит в 35 – 45-дневном возрасте. У 5-месячных животных содержание витамина в органе практически не отличалось от 50дневных, а у 1,5-годовалых – было выше в 1,6 раза, чем у 5-месячных.

Самое высокое значение зафиксировано в возрасте 4,5 года (143,50±27,10 мкг/г).

В почках песцов в период раннего постнатального онтогенеза содержание витамина Е изменялось незначительно, за исключением небольшого подъема к 20-му дню, что может быть связано с усилением метаболизма в связи с увеличением двигательной активности щенков. У 5-месячных песцов количество витамина в почках было в 3 раза выше, чем у 50дневных (32,30±6,19 и 95,20±7,59 мкг/г соответственно). Самое высокое значение, как и в печени, зафиксировано в возрасте 4,5 года (159,30±29,10 мкг/г).

У взрослых животных обоих видов концентрация витамина Е в сыворотке крови незначительно снижалась, по сравнению с 7-месячными, уровень витамина у лисиц был несколько выше, чем у песцов. У песцов с возрастом в основном прослеживалась тенденция к повышению содержания ТФ в органах и тканях, тогда как у лисиц такая динамика наблюдалась только в печени и скелетной мышце, а в селезенке уровень Рис. 4. Динамика уровня витамина Е в оргавитамина значительно снинах песцов в постнатальном онтогенезе, жался (p<0,05). РаспределеM±m.

ние витамина Е в органах у Условные обозначения: звездочки –различия песцов и лисиц было сходдостоверны по сравнению с предыдущим возрастом (при p<0,05 и p<0,01, соответст- ным: высокое содержание завенно). фиксировано в печени, почках и скелетной мышце, низкое в сердце и селезенке.

Межвидовые различия в концентрации витамина Е были обнаружены в печени и селезенке у 7-месячных животных (p<0,05).

Таким образом, динамика содержания витамина Е в сыворотке крови у песцов и лисиц в течение первого года жизни была сходной, максимальным его уровень был у 1-месячных животных. В органах и тканях песцов в основном происходило увеличение концентрации витамина Е с возрастом, тогда как у лисиц такая динамика наблюдалась только в печени и скелетной мышце.

Сезонная динамика содержания витаминов А и Е у песцов и лисиц Песцы и лисицы являются моноэстричными животными и физиологические периоды у них тесно связаны с определенным временем года.

Строгая сезонная цикличность размножения хищных пушных зверей закреплена длительной эволюцией видов в условиях, обеспечивающих выживаемость только при рождении весной, быстром и интенсивном росте и развитии в период короткого лета и полном созревании к зиме (Ильина, 1975; Берестов, Кожевникова, 1981; Fuglei, ritsland, 1999). Содержание витаминов анализировали в периоды физиологического покоя (октябрь, ноябрь), подготовки к гону (февраль), после гона (март у лисиц и апрель у песцов, поскольку период размножения у лисиц наступает на месяц раньше, чем у песцов), беременности (апрель) и лактации (май).

Витамин А. В сыворотке крови самок песца уровень витамина А в период физиологического покоя в октябре был максимальным (Рис. 5). Снижение его концентрации в периоды подготовки к гону (в 1,раза) и беременности (в 1,раза) связано с активным Рис. 5. Уровень витаминов А (левая шкала, использованием в процескруги) и Е (правая шкала, квадраты) в сывосах эмбрионального развиротке крови самок песца, M±m.

тия и подготовки к нему Условные обозначения: по оси абсцисс –пе(Azas-Braesco, Pascal, риоды физиологического покоя (I), подготовки к гону (II), беременности (III), лактации (IV); 2000; Ross, 2000). В лактазвездочки – различия достоверны по сравнеционный период уровень нию с предыдущим периодом (при p<0,05 и витамина А увеличивался в p<0,001, соответственно).

1,6 раза, по сравнению с периодом беременности.

Сезонные изменения содержания витамина А наблюдались и в органах животных. Концентрация ретинола в печени песцов весной была почти в 3 раза выше, чем осенью (p<0,05), тогда как у лисиц практически не изменялась. В почках животных двух видов сезонные изменения уровня ретинола были разнонаправленными: у песцов весной наблюдалось более низкое его содержание, а у лисиц осенью витамин в органе был обнаружен в незначительном количестве (0,68±0,14 мкг/г), тогда как весной, в период размножения, его содержание было выше в 35 раз (24,32±7,мкг/г, p<0,01). Обращает на себя внимание то, что осенью у лисиц содержание ретинола в печени было в 2 раза выше, чем в почках, тогда как весной это соотношение изменилось в пользу почек, что характерно для представителей семейства собачьих. Одной из причин может быть низкая обеспеченность лисиц витамином А осенью, в период перед забоем, когда в рацион не добавляют витаминов, в то время как весной, в период размножения, животных кормят в соответствии с нормами. В сердечной мышце песцов концентрация ретинола весной была меньше, чем осенью в 1,5 раза, а у лисиц витамин был зафиксирован только весной. Достоверных различий в уровне витамина в органах рыжих и серебристо-черных лисиц разного пола в пределах одного сезона обнаружено не было. Образцы тканей весной были взяты от непокрытых самок и самцов после гона, поэтому изменения у них уровня витамина А в том или ином органе отражают, вероятно, его перераспределение, связанное с усилением обменных процессов.

Витамин Е. Концентрация витамина Е в сыворотке крови самок песца в период подготовки к гону несколько повышалась по отношению к периоду физиологического покоя (Рис. 5), что обусловлено, вероятно, усилением обмена веществ и активным перераспределением ТФ. Затем происходило снижение его содержания в периоды беременности (в 1,3 раза) и лактации (в 2,6 раза), что может свидетельствовать об уменьшении внутренних резервов витамина Е, которое связано с его интенсивным использованием в процессах размножения (Надиров, 1991; Brigelius-Flohe et al., 2002).

О перераспределении внутренних запасов витамина в разные сезоны года свидетельствует изменение его уровня в органах животных. Так в печени, которая поддерживает гомеостаз витамина Е в организме и депонирует его, концентрация ТФ в апреле у песцов и в марте у лисиц была выше по сравнению с ноябрем в 1,8 (p<0,05) и 7,6 (p<0,01) раза, соответственно. Увеличение уровня витамина в печени связано, вероятно, со снижением нагрузки на организм исследованных животных после периода размножения. Отмечена видоспецифичность изменения содержания витамина Е в почках животных: у песцов оно снизилось в 2,2 раза (p<0,05), а у лисиц – увеличилось в 3,3 раза (p<0,01). В сердце у обоих видов не зафиксировано сезонных изменений ТФ, что, вероятно, свидетельствует о необходимости его стабильного уровня в сердечной мышечной ткани. Следует отметить, что если в ноябре, в период физиологического покоя распределение витамина Е в органах у животных двух видов различалось: у песцов его уровень был максимальным в почках, затем в сердце, а у лисиц наоборот, то весной, после гона, у обоих видов концентрация витамина уменьшалась в ряду печень – почки – сердце.

Таким образом, у песцов и лисиц зафиксированы сезонные изменения концентрации витаминов А и Е, связанные, вероятно, с процессами размножения. В сыворотке крови самок песца уровень витамина А значительно снижался в период беременности, а витамина Е – в лактационный период. Сезонные изменения содержания витаминов А и Е были обнаружены в печени и почках животных обоих видов, тогда как в сердце концентрация витаминов практически не изменялась.

Влияние нагрузки витаминами А и Е на организм песцов и лисиц Нагрузка витамином А. Представители семейства собачьих обладают толерантностью к большим количествам витамина А в пище (Cline et al., 1997; Raila, 2000), токсической для них считается доза 70000 ИЕ (Перельдик, Милованов, Ерин, 1981). В наших исследованиях установлено, что увеличение количества витамина А в рационе вызвало значительный подъем его концентрации в сыворотке крови песцов и лисиц подопытных групп. Так, у песцов групп А1 и А2 его уровень был выше в 7,3 и 7,6 раза соответственно (p<0,01), причем не наблюдалось зависимости от дозы витамина, а у подопытных лисиц в 4,6 раза (p<0,01).

Исходный уровень витамина А в организме песцов и лисиц был невысоким. Так, в печени, которая считается индикатором обеспеченности организма этим витамином (Olson, 1984; Blomhoff, 1994), у песцов контрольной группы ретинол зафиксирован не был, а у лисиц соответствующей группы был обнаружен лишь у 3-х особей и его уровень был довольно низким, что отражает невысокое содержанием витамина в корме животных. Увеличение количества витамина А в пище животных способствовало его депонированию в печени. Введение 10000 ИЕ витамина А в рацион привело к увеличению концентрации ретинола в почках (в 2,раза, p<0,01) и селезенке (в 2,6 раза, p<0,05) лисиц, такая же тенденция наблюдалась в почках у песцов группы А2. В сердце ретинол был зафиксирован лишь у лисиц, получавших дополнительно витамин А, в легких - у некоторых песцов и лисиц подопытных групп.

В организме млекопитающих между витаминами А и Е отмечаются взаимовлияния (Терруан, 1969; Tesoriere et al., 1996) - высокие дозы витамина А в рационе повышают потребность в витамине Е (Sklan, Donoghue, 1982), а витамин Е способствует всасыванию витамина А в кишечнике и тем самым улучшает обеспеченность организма этим витамином (Терруан, 1969; Kusin et al., 1974; Napoli et al., 1984). Витамин А в дозе 5000 ИЕ у песцов и 10000 ИЕ у лисиц привел к значительному снижению уровня витамина Е в сыворотке крови (p<0,05 и p<0,01, соответственно). У песцов, получавших максимальную дозу витамина А, этот показатель был практически на том же уровне, что и у контрольных. У песцов подопытных групп статистически значимых изменений концентрации витамина Е в исследуемых органах и тканях не наблюдалось, тогда как у лисиц подопытной группы уровень ТФ был выше, чем в контрольной в сердце (p<0,01) и селезенке (p<0,05). Увеличение в тканях уровня витамина Е может быть связано с его перераспределением в организме на фоне высокой дозы витамина А.

Добавление к рациону витамина А повлияло на количество и направленность корреляционных связей между уровнем витаминов и другими показателями антиоксидантной системы: активностью супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, уровнем глутатиона и концентрацией белка (Калинина, 2009). У животных обоих видов дополнительный витамин А вызвал увеличение количества корреляционных связей между компонентами АОС в печени и не повлиял на них в легких. В других органах изменения зависели от вида животного и дозы витамина.

Нагрузка витамином Е. Концентрация ТФ в сыворотке крови контрольных песцов и лисиц была практически одинаковой, у подопытных животных его уровень существенно не изменился. В печени песцов, получавших 50 мг витамина Е, содержание ТФ повысилось незначительно, тогда как в группе с максимальной дозой его уровень снизился в 2,1 раза по сравнению с контролем (p<0,01), что может быть связано с увеличением функциональной нагрузки на орган на фоне применения высокой дозы витамина и перераспределением к другим тканям и органам. Концентрация ТФ в печени лисиц подопытной группы увеличилась в 2,3 раза.

В результате эксперимента нами были выявлены однонаправленные изменения в содержании витамина Е в почках и сердце животных обоих видов. У песцов в почках его концентрация выросла в подопытных группах в 1,5 и 1,6 раза соответственно (p<0,05). В сердце у песцов группы Есодержание ТФ увеличилось незначительно, в то время, как у животных с максимальной дозой витамина разница с контролем составила 7,3 раза (p<0,01). В почках лисиц, получавших дополнительно витамин Е, уровень ТФ увеличился в 2,5 раза (p<0,01), а в сердце в 2,2 раза (p<0,01). В скелетной мышце у животных обоих видов также наблюдалась тенденция к повышению уровня ТФ, в других органах изменения были незначительными и их направленность у песцов и лисиц различалась.

Увеличение уровня витамина Е в рационе привело к повышению концентрации витамина А в сыворотке крови песцов группы А2, у песцов другой группы и подопытных лисиц наблюдалась такая же тенденция. На содержании витамина А в органах песцов данная нагрузка практически не сказалась, тогда как у лисиц этот показатель увеличился почти в 2 раза в почках (p<0,05) и селезенке, а также был обнаружен в сердце и легких у отдельных особей, в то время, как у контрольных животных в этих органах ретинол зафиксирован не был.

Количество корреляционных связей между компонентами АОС органов и тканей при нагрузке витамином Е было органоспецифичным и зависело от дозы (Калинина, 2009). У обоих видов скоррелированность показателей системы антиоксидантной защиты при нагрузке витамином Е увеличивалась в печени и оставалась неизменной или снижалась в почках и скелетной мышце. В других органах изменения этого показателя зависели от вида животного и дозы витамина. Реакция АОС была связана с компенсаторными взаимоотношениями между антиоксидантами, поскольку повышение в организме концентрации одного антиоксиданта, как правило, индуцирует изменение содержания других (Меньщикова и др., 2006).

Таким образом, высокие дозы витамина А в рационе повлияли на исследуемые показатели в сыворотке крови у животных обоих видов, тогда как в органах значительные изменения наблюдались только у лисиц. Добавление к рациону высоких доз витамина Е оказало, в основном, сходное действие на исследуемые показатели у животных двух видов.

Влияние кратковременного голодания на уровень витаминов А и Е у песцов Песец достаточно хорошо адаптирован к неблагоприятным условиям окружающей среды, среди которых отсутствие пищи встречается довольно часто (Prestrud, 1991). Известно, что при голодании организм переключается на эндогенное питание и основным поставщиком энергии наряду с углеводами становятся липиды (Зайчик, Чурилов, 2001; Mustonen et al., 2006).

Исследование показало, что существенных изменений уровня витаминов А и Е при 8-дневном голодании в тканях и органах песцов не происходит. Отмеченное снижение в сыворотке крови концентрации витамина Е в 1,8 раза (p<0,05), сопровождалось тенденцией к увеличению его содержания в тканях большинства исследованных органов. Исключение составили почки и селезенка. Голодание стимулирует мобилизацию из жировых депо жирных кислот с разной степенью насыщенности (Mustonen et al., 2007), а также витамина Е, запасы которого в жировой ткани значительны и обеспечивают защиту липоцитов от окислительных повреждений (Ребров, Громова, 2008). При этом использование в качестве источника энергии внутренних резервов у песцов сопровождается усиленным окислением жира (Tauson, Chwalibog, Ahlstrm, 2002). Поэтому снижение содержания витамина Е в крови связано, вероятно, с его интенсивным расходованием, а также перераспределением в тканях. Витамин А был зафиксирован лишь в сыворотке крови и в почках, вероятно, из-за низкой обеспеченности им животных. Некоторое повышение его содержания в почках может быть обусловлено важной ролью органа в обмене этого витамина (Raila, Willnow, Schweigert, 2005).

Таким образом, при 8-дневном голодании у песцов не происходило значительных изменений в тканях и органах концентрации витаминов А и Е. Снижение уровня витамина Е в сыворотке крови связано с перестройкой метаболизма в организме при адаптации к прекращению экзогенного поступления питательных веществ.

ВЫВОДЫ 1. В постнатальном онтогенезе у песцов и лисиц наблюдается сходная динамика изменений содержания витаминов А и Е в сыворотке крови. Для витамина А характерно увеличение концентрации после рождения на протяжении периода роста. Наиболее высокое содержание витамина А у песцов обнаружено в 3-месячном возрасте, а у лисиц в 9-месячном. Максимальный уровень витамина Е в сыворотке крови у обоих видов отмечен в первый месяц жизни, а с 2-месячного возраста его содержание приближается к уровню взрослых животных.

2. Распределение витаминов А и Е в органах песцов и лисиц было сходным. Наиболее высокое содержание витамина А выявлено в почках, что является характерной особенностью видов из семейства собачьих. В большинстве органов у исследованных животных содержание витамина А с возрастом увеличивается. Уровень витамина Е в онтогенезе повышается в органах и тканях у песцов, тогда как у лисиц такая динамика прослеживается только в печени и скелетной мышце.

3. Сезонные изменения содержания витаминов А и Е связаны со стадиями репродуктивного цикла. Низкий уровень витамина А в сыворотке крови самок песца наблюдается в период беременности, а витамина Е в лактационный период. У песцов и лисиц сезонные изменения концентрации витаминов А и Е были обнаружены в печени и почках и отсутствовали в сердце.

4. Выявлены видовые особенности и тканевая специфика влияния высоких доз витаминов А и Е на организм песцов и лисиц. Более чувствительными к высокому уровню витамина А в рационе оказались лисицы. Дополнительные дозы витамина Е оказали сходное действие на животных двух видов, а некоторые различия могут определяться экологическими особенностями песцов и лисиц и действием витамина на метаболизм органа или ткани.

5. Выявлено снижение уровня витамина Е в сыворотке крови песцов при 8-дневном голодании. Отсутствие значительных изменений концентрации витаминов А и Е в органах и тканях свидетельствует о высокой устойчивости их эндогенного фона к воздействию голодания.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ АОС – антиоксидантная система БОТ – бутилокситолуол ИС – индекс скоррелированности СОД – супероксиддисмутаза ТФ –токоферол СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах 1. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Закономерности распределения витаминов А и Е в организме пушных зверей // Кролиководство и звероводство.– 2010.– №2.– С. 13–15.

2. Баишникова И.В., Сергина С.Н. Влияние высокой дозы витамина А на антиоксидантную систему песцов и лисиц // Естественные науки. Астраханский государственный университет.– 2010.– № 1 (30).– С. 55–69.

3. Баишникова И.В., Свечкина Е.Б., Унжаков А.Р., Тютюнник Н.Н. Влияние нагрузки витамином Е на активность ферментов у песцов и лисиц // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. 2010.– № 4.– С. 212– 215.

4. Ильина Т.Н., Руоколайнен Т.Р., Белкин В.В., Баишникова И.В. Токоферол в физиологических адаптациях млекопитающих различного экогенеза // Труды КарНЦ РАН.– 2011.– С. 49–56.

5. Баишникова И.В., Сергина С.Н., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н., Илюха В.А.

Влияние витамина Е на антиоксидантную систему песцов и лисиц // Труды КарНЦ РАН.– 2011.– С. 3–11.

6. Тютюнник Н.Н., Илюха В.А., Ильина Т.Н., Узенбаева Л.Б., Унжаков А.Р., Рендаков Н.Л., Баишникова И.В., Кижина А.Г., Свечкина Е.Б., Сергина С.Н.

Адаптационные изменения метаболизма у животных различного экогенеза // Проблемы биологии продуктивных животных. Боровск, 2010.– С. 5–22.

Работы, опубликованные в сборниках трудов, в материалах региональных, российских и международных конференций 7. Ilyina T.N., Baishnikova I.V. Vitamins A, E and B1 during the postnatal ontogenesis of polar fox // Scientifur.– 2003.– V. 26, N 4.– P. 112–114.

8. Ильина Т.Н., Белкин В.В., Баишникова И.В., Якимов А.В., Федоров Ф.В. Уровень витаминов А и Е в тканях млекопитающих различного экогенеза // Материалы VII съезда териологического общества.– М.– 2003.– С. 142–143.

9. Ильина Т.Н., Белкин В.В., Баишникова И.В. Витамины А и Е в тканях млекопитающих различного экогенеза // Проблемы экологической физиологии пушных зверей. Вып.3, Петрозаводск: КарНЦ РАН.– 2004.– С. 38–45.

10. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Уровень витаминов А, Е и В1 у песцов при кратковременном голодании. Материалы 3-го Международного симпозиума «Современные проблемы ветеринарной диетологии и нутрициологии», Санкт- Петербург, 2005.– С. 15–16.

11. Баишникова И.В. Влияние физиологического периода на уровень витаминов А и Е у самок песца // Материалы докладов I Всероссийской молодежной научной конференции «Молодежь и наука на Севере» (в 3-х томах). Том III. XV Всероссийская молодежная научная конференция «Актуальные проблемы биологии и экологии», Сыктывкар, 2008.– С. 17–19.

12. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. Влияние высокой дозы витамина А на эндогенный уровень ретинола и -токоферола у песцов и лисиц // Актуальные проблемы экологической физиологии, биохимии и генетики животных. Материалы II Международной научной конференции Саранск, 2009.– С. 19–21.

13. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. О влиянии кратковременной нагрузки витамином Е на распределение ретинола и токоферола в организме песцов и лисиц // Современные проблемы и методы экологической физиологии и патологии млекопитающих, введенных в зоокультуру. Материалы Международного симпозиума.– Петрозаводск, 2009.– С.13–18.

14. Ильина Т.Н., Баишникова И.В. Закономерности распределения витаминов А и Е в организме пушных зверей // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения проф. Е.Д. Ильиной «Достижения науки и практики в клеточном пушном звероводстве». Москва, 2009.– С. 122– 125.

15. Тютюнник Н.Н., Унжаков А.Р., Баишникова И.В., Свечкина Е.Б., Голубева А.Г. Физиологическое состояние лисиц в период подготовки к гону // Там же, 2009.– С. 148–152.

16. Баишникова И.В. Витамины А и Е у песцов и лисиц в постнатальном онтогенезе // Сборник тезисов 13-й Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология наука XXI века».– Пущино, 2009.– С. 91–92.

17. Баишникова И.В. Влияние голодания на содержание витаминов А и Е в тканях млекопитающих разных видов // Сборник тезисов 14-й Международной Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология наука XXI века».– Пущино, 2010.– С.104.

18. Илюха В.А., Калинина С.Н., Ильина Т.Н., Баишникова И.В., Белкин В.В., Якимова А.Е., Хижкин Е.А., Барабаш Б. Участие антиоксидантной системы в адаптациях млекопитающих к различному уровню кислорода: ныряние, спячка и высокогорное происхождение // Материалы III Международной конференции с элементами школы для молодых ученых, аспирантов и студентов «Современные проблемы физиологии и биохимии водных организмов».– Петрозаводск, 2010.– С. 65–66.

19. Баишникова И.В., Ильина Т.Н., Тютюнник Н.Н. Влияние нагрузки витамином Е на содержание ретинола и токоферола в тканях песца // Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Вятской государственной сельскохозяйственной академии и 45-летию подготовки биологов-охотоведов «Биологические ресурсы».– Киров, 2010.– С. 16–18.

20. Тютюнник Н.Н., Илюха В.А., Ильина Т.Н., Узенбаева Л.Б., Унжаков А.Р., Рендаков Н.Л., Баишникова И.В., Кижина А.Г., Свечкина Е.Б., Сергина С.Н.

Адаптационные изменения метаболизма введенных в зоокультуру животных различного экогенеза // Материалы V Международной конференции «Актуальные проблемы биологии в животноводстве», посвященной 50-летиюВНИИФБиП. Боровск, 2010.– С. 233–234.

21. Ilyina T.N., Baishnikova I.V. The influence of short-time starvation on vitamins A and E content in polar fox and mink // International Scientific Conference “Scientific Achievements and the Breeding Practice”. Krakow, 2011.– P. 74.

22. Илюха В.А., Сергина С.Н., Ильина Т.Н., Баишникова И.В., Белкин В.В., Якимова А.Е., Хижкин Е.А., Лапински С., Недбала П. Адаптивные перестройки антиоксидантной системы сердца млекопитающих к дефициту кислорода: ныряние, спячка // XIV Международное совещание и VII школа по эволюционной физиологии. Тезисы докладов и лекций. СПб, 2011.– С. 90.

Формат 60х84 1/16 Бумага офсетная. Гарнитура «Times».

Уч.–изд. л. 1,0. Усл. печ. л. 1,1. Подписано в печать 6.02.20Тираж 100 экз. Изд. № 272. Заказ № 22.

Карельский научный центр РАН Редакционно–издательский отдел 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского,







© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.