Особливості біологічного окиснення в печінці курей різного віку при збагаченні їх раціону вітамінами А і Е - Автореферат

В звязку з цим, актуальним є вивчення дії мембранотропних речовин, зокрема - вітаміну А (ретинолу) і вітаміну Е (альфа-токоферолу), що впливають на структурну і функціональну стабільність мембран мітохондрій. Факт швидкого накопичення вітамінів А та Е в жовтку можна використовувати на практиці, якщо необхідно збільшити рівень цих вітамінів за їх дефіциту, наприклад, при закладці яєць на інкубацію, а також для підняття резистентності організму курчати, для підвищення харчової цінності товарних яєць чи отримання "функціональних" яєць з запрограмованими властивостями. Мета роботи - визначити особливості процесів тканинного дихання і окиснювального фосфорилювання в мітохондріях печінки курей різного віку під впливом підвищених кількостей вітамінів А і Е в раціоні при їх сумісному застосуванні. · визначити динаміку вмісту вітамінів А та Е в крові та печінці добових курчат при одноразовому надходженні 10-кратних доз вітамінів А і Е в організм та їх вплив на процеси тканинного дихання і окиснювального фосфорилювання; · дослідити вплив підвищених доз вітаміну Е в раціоні півнів репродуктивного поголівя на процеси тканинного дихання й окиснювального фосфорилювання в їх печінці.3 Курчата 1 день 6 днів 10 днів Відповідно до груп курей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Добавки до раціону не отримували Добавки до раціону не отримували Добавки до раціону не отримували Забій птиці і реєстрацію параметрів тканинного дихання проводили у віці 180 днів, а також через 40 і 150 днів з початку додаткового споживання птицею вітамінів А і Е, у віці 220 і 330 днів, відповідно. Курчатам однієї групи вводили по 700 МО вітаміну А (ретинілацетату), іншої групи - по 1 мг вітаміну Е (олійний розчин альфа-токоферилацетату). Встановлено, що застосування підвищених доз вітамінів А та Е в раціоні курей впродовж 40 днів призводить до накопичення цих вітамінів в печінці (табл. Зниження швидкості окиснення 2-оксоглутарату V2 на 46,7 % (p<0,05) відмічено в 4-й групі (доза вітаміну А - 400 тис. МО/кг), а також у курей 5-ї групи, які не одержували добавку вітаміну Е з кормом.В дисертації представлено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у визначенні особливостей вікової динаміки вмісту вітамінів А та Е в тканинах курей, їх накопиченні в жовтку яєць залежно від дози введення, визначенні фізіолого-біохімічних особливостей дії підвищених доз вітамінів А і Е в раціоні та їх сумісного впливу на процеси тканинного дихання й окиснювального фосфорилювання в мітохондріях печінки курей різного віку. Визначено вікові особливості функціонування мітохондрій печінки курей: найвищу інтенсивність окиснення субстратів відмічено на ранніх етапах постнатального онтогенезу; з віком інтенсивність та ефективність фосфорилювання поступово знижуються; особливістю фізіологічного стану мітохондрій добових курчат є висока інтенсивність окиснення субстратів на фоні низького ступеня сполучення процесів дихання з фосфорилюванням; з віком, особливо в період інтенсивної несучості, ступінь сполучення реакцій дихання і фосфорилювання при окисненні сукцинату зростає, що повязано з посиленням пластичних процесів та підвищенням потреб в АТФ; у півнів процеси фосфорилювання відбуваються ефективніше ніж у курей-несучок. Встановлено максимальні рівні депонування вітамінів А та Е в печінці та жовтку яєць курей-несучок залежно від дози їх введення, показано, що надходження підвищених доз вітамінів А і Е в організм курей супроводжується накопиченням їх не тільки в печінці та жовтку яєць, а й в печінці отриманих від них добових курчат. Виявлено, що вплив вітамінів А і Е на процеси тканинного дихання і окиснювального фосфорилювання в мітохондріях печінки курей здійснюється залежно від їх дози в раціоні та терміну надходження в організм птиці: при застосуванні впродовж 40 днів високих доз вітамінів А і Е в раціоні курей-несучок відбувається активізація окиснення субстратів дихання у різних метаболічних станах мітохондрій у вигляді загального зростання дихальної активності мітохондрій. Вітамін А в дозі 100 тис. МО/кг сприяє підвищенню ефективності фосфорилювання, а в дозі 400 - стимулює окиснення мітохондріями субстратів в стані активного фосфорилювання та сприяє сполученню реакцій дихання і синтезу АТФ в мітохондріях печінки курей.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

В дисертації представлено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що виявляється у визначенні особливостей вікової динаміки вмісту вітамінів А та Е в тканинах курей, їх накопиченні в жовтку яєць залежно від дози введення, визначенні фізіолого-біохімічних особливостей дії підвищених доз вітамінів А і Е в раціоні та їх сумісного впливу на процеси тканинного дихання й окиснювального фосфорилювання в мітохондріях печінки курей різного віку.

1. Визначено вікові особливості функціонування мітохондрій печінки курей: найвищу інтенсивність окиснення субстратів відмічено на ранніх етапах постнатального онтогенезу; з віком інтенсивність та ефективність фосфорилювання поступово знижуються; особливістю фізіологічного стану мітохондрій добових курчат є висока інтенсивність окиснення субстратів на фоні низького ступеня сполучення процесів дихання з фосфорилюванням; з віком, особливо в період інтенсивної несучості, ступінь сполучення реакцій дихання і фосфорилювання при окисненні сукцинату зростає, що повязано з посиленням пластичних процесів та підвищенням потреб в АТФ; у півнів процеси фосфорилювання відбуваються ефективніше ніж у курей-несучок.

2. Встановлено максимальні рівні депонування вітамінів А та Е в печінці та жовтку яєць курей-несучок залежно від дози їх введення, показано, що надходження підвищених доз вітамінів А і Е в організм курей супроводжується накопиченням їх не тільки в печінці та жовтку яєць, а й в печінці отриманих від них добових курчат. Доведено, що надлишкове надходження вітаміну А в організм курей-несучок сприяє значному зниженню концентрації вітаміну Е в їх печінці та печінці отриманих від них курчат.

3. Виявлено, що вплив вітамінів А і Е на процеси тканинного дихання і окиснювального фосфорилювання в мітохондріях печінки курей здійснюється залежно від їх дози в раціоні та терміну надходження в організм птиці: при застосуванні впродовж 40 днів високих доз вітамінів А і Е в раціоні курей-несучок відбувається активізація окиснення субстратів дихання у різних метаболічних станах мітохондрій у вигляді загального зростання дихальної активності мітохондрій.

Вітамін А в дозі 100 тис. МО/кг сприяє підвищенню ефективності фосфорилювання, а в дозі 400 - стимулює окиснення мітохондріями субстратів в стані активного фосфорилювання та сприяє сполученню реакцій дихання і синтезу АТФ в мітохондріях печінки курей.

Вітамін Е в дозі 100 і 200 мг/кг стимулює вільне окиснення субстратів та сприяє активізації процесів фосфорилювання при окисненні мітохондріями печінки 2-оксоглутарату, що свідчить про його вплив на функціонування всього дихального ланцюга, починаючи з першої його ділянки.

4. Тривале (60 днів) надходження вітамінів А і Е в організм курей у високих дозах спричиняє пролонговану дію навіть через 3 місяці після зняття добавок: вітамін А викликає пригнічення синтезу АТФ, зменшення показників АДФ/О та інтенсивності фосфорилювання (у дозах 100 та 400 тис. МО/кг), а високі дози вітаміну Е (100 і 200 мг/кг) призводять до порушення процесів окиснювального фосфорилювання, яке виявляється в зниженні дихальної активності мітохондрій печінки та розєднанні процесів дихання і окиснювального фосфорилювання.

5. Встановлено, що у курчат добового віку негативний вплив високих доз вітамінів А і Е на функціональний стан мітохондрій печінки значно більше виражений ніж у курей, від яких отримане потомство. У разі застосування в раціоні курей вітаміну А в дозі 400 тис. МО/кг концентрація його в печінці курчат підвищується більше ніж в 6 разів, що супроводжується також розєднанням реакцій дихання і фосфорилювання. Із збільшенням дози вітаміну Е до 200 мг/кг в раціоні курей-несучок його концентрація в печінці добових курчат зростає більше ніж у 18 разів, що призводить до зниження дихальної активності мітохондрій печінки при окисненні 2-оксоглутарату та активізації вільного окиснення сукцинату.

6. Одноразове пероральне введення добовим курчатам 10-кратних доз вітамінів А і Е спричиняє максимальне підвищення концентрації в печінці ретинолу через 6 годин в 3,5 разів, вітаміну Е - через 4 години в 2 рази. Такий ефект є короткочасним, концентрація вітамінів А і Е повертається до початкового рівня впродовж 9 годин. Вітаміни А і Е в результаті одноразового надходження їх в організм курчат в 10-кратних дозах значно активізують окиснення субстратів в розєднаному стані мітохондрій, що, вірогідно, є відображенням їх мембранотропної дії.

7. Визначено особливості окиснення мітохондріями НАД- і ФАД-залежних субстратів дихання в умовах зростання концентрації вітамінів А і Е в печінці: у курей різного віку вітамін А, залежно від дози, впливає на інтенсивність окиснення мітохондріями обох субстратів, як сукцинату, так і 2-оксоглутарату. Вітамін Е у використаних дозах діє більш специфічно, по-перше: стимулює вільне окиснення ФАД-залежного сукцинату; по-друге: сприяє сполученню процесів дихання і синтезу АТФ при окисненні НАД-залежного 2-оксоглутарату, тобто впливає на роботу всього дихального ланцюга, починаючи з першого пункту фосфорилювання.

8. Встановлено дозозалежний вплив вітамінів А і Е на активність ферментів ЦТК і тканинного дихання: вітамін А в дозі 100 тис. МО/кг сприяє підвищенню активності СДГ та МДГ, а збільшення його дози до 400 тис. МО/кг призводить до значного підвищення активності ОГДГ і АТФАЗИ, що свідчить про зростання потреб клітини в АТФ і забезпечення синтезу макроергічних фосфатних звязків за рахунок субстратного фосфорилювання. Вітамін Е (в дозах 100 і 200 мг/кг впродовж 35 днів) стимулює активність ОГДГ, СДГ і МДГ в мітохондріях печінки та спричиняє зниження АТФ-гідролазної активності, тобто функціонування досліджуваних ферментів мітохондрій печінки, за таких умов, має анаболічну направленість.

9. Визначено, що застосування в раціоні півнів вітаміну Е (50 мг/кг корму) стимулює ефективне використання сукцинату мітохондріями печінки, але збільшення його дози до 1000 мг/кг призводить до змін мікроскопічної будови печінки та зниження інтенсивності тканинного дихання.

Пропозиції виробництву: 1. Для підвищення інкубаційних якостей яєць племінних курей-несучок і забезпечення швидкого накопичення альфа-токоферолу в жовтку яєць слід збагачувати раціон птиці вітаміном Е у кількості 100 г/т корму протягом 2-3 тижнів.

2. Для отримання товарних "функціональних" курячих яєць, збагачених вітамінами А і Е, слід застосовувати добавки вітаміну Е до раціону курей-несучок в кількості 100-200 г/т комбікорму впродовж 1 місяця.

3. З метою активізації ферментативної активності мітохондрій печінки курей та активізації окиснення субстратів ЦТК застосовувати вітамін Е в раціоні курей у кількості 100 г/т на протязі 1 місяця.

1. Костюк І.О. Рівень ретинолу в раціоні курей-несучок та його вплив на процес біологічного окислення у мітохондріях печінки / І.О. Костюк, М.Г. Манейло, М.В. Волощенко, І.А. Іонов // 13-та Укр. конф. молодих вчених з птахівництва, УНДІП УААН, Борки, 12-14 жовт. 1994 р.: Тези доп. - Борки, УНДІП УААН, 1994. - С. 38-39. (Здобувач виконувала експеримент, написання тез та доповідь на конференції).

2. Іонов І.А. Вітамін Е у раціонах курей-несучок та його вплив на біоенергетичні процеси у мітохондріях печінки / І.А. Іонов, І.О. Костюк, М.Г. Манейло, М.В. Волощенко // 13-та Укр. конф. молодих вчених з птахівництва, УНДІП УААН, Борки, 12-14 жовт. 1994 р.: Тези доп. - Борки, УНДІП УААН, 1994. - С. 36-37. (Здобувач виконувала експеримент та написання тез доповіді).

3. Чечоткін О.В. Рівень вітамінів А і Е у раціонах курей-несучок та його вплив на біоенергетичні процеси у мітохондріях печінки / О.В. Чечоткін, І.О. Костюк, М.Г. Манейло [та ін.]// Всеукраїнська конф. з фізіології і біохімії тварин, Інститут фізіології і біохімії тварин УААН, м. Львів, 24-25 січня 1994 р.: Тези доп. - Львів, 1994. - С. 174. (Здобувач виконувала експериментальну частину та написання тез).

4. Ионов И.А. Динамика всасывания витаминов Е и А в кровь цыплят при однократном оральном введении масляных препаратов / И.А. Ионов, П.Ф. Сурай, И.А. Костюк, Ф.А. Ярошенко // Материалы междунар. науч. -практ. конф., посв. 140-летию со дня рожд. проф. П.Н. Кулешова. - Харьков: ХЗВИ, 1995. - С. 89. (Здобувач брала участь у підготовці і проведенні експерименту).

5. Ионов И.А. Показатели тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования в печени цыплят при применении 10-кратной дозы а-токоферола / И.А. Ионов, И.А. Костюк, А.В. Чечеткин // Материалы 2-й Украинской конф. по птицеводству, (УНИИП УААН Борки, 28-30 мая 1996 г.) - Харків, 1996. - С. 51. (Здобувач брала участь у проведенні експерименту та написанні тез доповіді).

6. Костюк І.О. Енергетичні процеси у мітохондріях печінки курей з різною кількістю ретинолу і токоферолу у кормах / І.О. Костюк, О.В. Чечоткін // VII Український біохімічний зїзд, м. Київ, НАУ, 5-7 вересня 1997 р.: Тези доп. - Київ, 1997. - Ч.II. - С. 25-26. (Здобувач виконувала експериментальну частину).

7. Костюк І.О. Енергетичні процеси у мітохондріях печінки півнів при введенні у раціон селеніту натрію і гіпердоз вітаміну Е / І.О. Костюк // Проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини: Зб. наук. пр. ХЗВІ. - 1998. - Вип. 3 (27). - С. 233-235.

8. Костюк І.О. Вплив різних доз вітамінів А і Е у кормах на енергетичні процеси у мітохондріях печінки курей / І.О. Костюк // Проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини: Зб. наук. пр. ХЗВІ. - 1998. - Вип. 3 (27). - С. 235-238.

9. Чечоткін О.В. Біоенергетичні процеси у мітохондріях печінки курчат при різній забезпеченості вітамінами А і Е курей-несучок / О.В. Чечоткін, І.О. Костюк // Проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини: Зб. наук. пр. ХЗВІ. - 1998. - Вип. 4 (28). - С. 48-50. (Здобувач проводила експерименти та аналіз результатів).

10. Коновалова Н.І. Вплив вітаміну Е і селеніту натрію на морфофункціональні показники печінки та гонад півнів / Н.І. Коновалова, В.С. Бирка, О.Є. Бондаренко, І.О. Костюк // Проблеми зооінженерії і ветеринарної медицини: Зб. наук. пр. ХЗВІ. - 1999. - Вип. 5 (29). - С. 45-47. (Здобувач готувала матеріал для досліджень).

11. Костюк І.О. Вплив вітамінів А і Е на тканинне дихання і окиснювальне фосфорилювання у мітохондріях печінки курчат при однократному застосуванні / І.О. Костюк // Біологія тварин. - Львів, 2000. - Т. 2, Ч. 2. - С. 124-128.

12. Костюк І.О. Вплив ретинолу і а-токоферолу на активність деяких ферментів біологічного окиснення у мітохондріях печінки курей / І.О. Костюк // Науково-технічний бюлетень Інституту біології тварин УААН. - Львів, 2001. - Вип. 2. - С. 167-171.

13. Костюк И.А. Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование в печени цыплят при избыточном поступлении витаминов А и Е в организм кур-несушек / И.А. Костюк, А.В. Чечеткин // Птахівництво: Міжвід. темат. наук. зб. / ІП УААН: Матеріали ІІІ Української конф. по птахівництву з міжнародною участю. - Бірки - Сімферополь, 2001. - Вип. 51. - С. 258-266. (Здобувач виконувала експериментальну частину роботи та математичну обробку результатів).

14. Костюк І.О. Вплив вітамінів А і Е на тканинне дихання і окиснювальне фосфорилювання у печінці курей / І.О. Костюк // Науковий вісник ЛДАВМ ім. С.З. Гжицького. - Львів, 2002. - Т. 4 (№ 2), Ч. 2. - С. 56-60.

15. Костюк І.О. Дихальна активність мітохондрій печінки курей різного віку під дією вітамінів А і Е / І.О. Костюк, В.В. Кізлик, Г.Г. Покусай та ін. // Матеріали ІХ Українського біохімічного зїзду, ХНУ ім. В.М. Каразіна, м. Харків, 24-27 жовт. 2006.: Тези доп. - Харків, 2006. - Т.1. - С. 136. (Здобувач проводила досліди).

16. Костюк І.О. Енергетичні процеси в печінці курчат при одноразовому пероральному введенні в організм вітаміну А / І.О. Костюк // Науковий вісник НАУ. - Київ, 2008. - Вип. 127. - С. 135-140.

17. Костюк І.О. Дихальна активність мітохондрій печінки курей під дією високих доз вітаміну Е / І.О. Костюк // Вісник Білоцерківського державного аграрного університету. - Біла Церква, БДАУ, 2009. - Вип. 60. - С. 73-78.

18. Kostyuk I.A. Influence of high doses of vitamin E on respiratory activity of the hen liver mitochondria by protracted receipt it in an organism./ I.A. Kostyuk // Materials of IV International Young Scientists conference [Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution.], (Odesa, September 16-19, 2009.). - Одеса: Печатний дом, 2009. - С. 151-152.

19. Костюк І.О. Вивчення сумісного впливу високих доз вітамінів А і Е в раціонах курей різного віку на енергетичні процеси в мітохондріях печінки / І.О. Костюк // Фізіологічний журнал: [Матеріали 18-го зїзду Українського фізіологічного товариства], (Одеса, 20-22 травня 2010 р.). - 2010. - Т. 56, 2. - С. 298-299.